DE2220764C2

DE2220764C2 - Anordnung zum Übertragen der Drehbewegungen von einer Welle auf eine dazu senkrecht angeordnete Welle mittels eines Kronenzahnrades und eines Stirnzahnrades in Uhrwerken

Info

Publication number: DE2220764C2
Application number: DE2220764A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Grenchen Solothurn Stamm
Original assignee: Eta SA Fabriques dEbauches
Current assignee: ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1982-07-01
Also published as: US3760642A; CH549826A; CH624271A4; GB1394608A; FR2136554A5; DE2220764A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Übertragen der Drehbewegungen von einer die Einstellkrone tragenden Welle auf eine senkrecht dazu angeordnete und mit dem Zeigerwerk zusammenarbeitende Welle mittels eines axial verschieblichen Kronenzahnrades und eines in dessen einer Lage hiermit in Eingriff stehenden Stirnzahnrades geringer Größe in Uhrwerken.

Das Kronenzahnrad dient hierbei als Kupplungstrieb und das Stirnzahnrad als Zeigerstellrad.

Eine Anordnung zum Übertragen der Drehbewegungen der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 99 367 bekannt. Das Kronenzahnrad zur ÜbeiHragungsanordnung ist hierbei derart ausgebildet und beschaffen, daß es nur in zwei gesonderten Verfahrens gangen oder Fertigungsschritten hergestellt werden kann. Hierzu sind unterschiedliche Werkzeuge und gesonderte Einrichtungen erforderlich. Daher ist die Herstellung des Kronenzahnrads und insbesondere der Verzahnung desselben bisher fertigungstechnisch sehr aufwendig, was auch im Hinblick auf die Massenfertigung von Uhrwerken und Uhren, wie Armbanduhren, unzweckmäßig ist.

Der Erfindung liegt daher unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten die Aufgabe zugrunde, ein Kronenzahnrad mit einer Kronenverzahnung unter Beibehaltung von günstigen Eingriffsbedingungen fertigungstechnisch zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruches 1 gelöst.

Im Anspruch 2 ist eine Weiterbildung der Erfindung wiedergegeben.

Die Ausbildung jedes Zahns des Kronenzahnrads ist nach der Erfindung so getroffen, daß die Verzahnung insgesamt durch Abwälzfräsen in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt werden kann. Somit lassen sich hierdurch nicht nur die Herstellungszeiten für ein solches Kronenzahnrad wesentlich verkürzen, sondern zur Vornahme der Bearbeitungen reichen auch unkompliziert ausgelegte Einrichtungen aus. Da ein solches Kronenzahnrad ein wesentliches Bauteil bei Uhrwerken darstellt, die als Massenartikel hergestellt werden, ergeben sich völlig überraschende Vorteile durch eine . solche wesentliche Vereinfachung der Herstellung.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiet in Gegenüberstellung zum Stand der Technik unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Darin zeigt

F i g. 1 eine Schnittansicht durch die Ebene der Achsen der Übertragungsanordnung mit einem als Kupplungstrieb dienenden Kronenzahnrad und einem als Zeigerstellrad dienenden Stirnzahnrad der üblichen Bauart,

F i g. 2 und 3 Teilschnittansichten des Kronenzahnrades nach F i g. 1 unmittelbar nach der Fertigung und mit Verschleiß,

Fig.4 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht eines als Kupplungstrieb dienenden Kronenzahnrades nach der Erfindung,

Fig.5 eine Di-aufsicht auf das Kronenzahnrad nach Fig.4 im Zusammenwirken mit einem zur Ausbildung der Verzahnung des Kronenzahnrades dienenden Abwälzfräser,

F i g. 6 eine vergrößerte Schnittansicht des Abwäizfräsers nach F i g. 5,

Fig.7 eine perspektivische Ansicht des als Kupplungstrieb dienenden Kronenzahnrades von F i g. 4, und Fig.8 eine Schnittansicht durch das Kronenzahnrad

nach 4 in einer zu seiner Mittelachse senkrecht verlaufenden Ebene etwa in der Mitte zwischen der Zahnspitze und den Zahnfußpunkten mehrerer Zähne.

Bei der in Fig. 1 gezeigten üblichen Auslegungsform einer Übertragungsanordnung, die insbesondere für Uhrwerke von Armbanduhren bestimmt ist, hat das als Kupplungstrieb dienende Kronenzahnrad 1 eine Verzahnung 2 mit einem trapezförmigen Zahnprofil, das in F i g. 2 dargestellt ist. Die Zähne des Kronenzahnrads 1 werden auf übliche Weise einzeln gefertigt. Üblicherweise steht das Kronenzahnrad 1 wenigstens in einer Lage in Eingriff mit einem als Zeigerstellrad dienenden Stirnzahnrad 3 (siehe Fig. 1). Die Achse der das Stirnzahnrad 3 tragenden Welle ist senkrecht zu der Achse der das Kronenzahnrad 2 tragenden Welle. Hierdurch bedingt, sind die Außenkanten der Verzahnung 2 einem Verschleiß unterworfen, der entsprechend Fig.3 zu Gräten 4 führt, die progressiv nach außen länger werden.

Will man die geometrischen Bedingungen im Eingriffszustand von Kronenzahnrad und Stirnzahnrad verbessern, so muß man das nach dem Fräsen erhaltene Zahnprofil in einem weiteren Arbeitsschritt derart nachbearbeiten, daß die Zahnflanken geneigte Flächen haben. Hierdurch wird jedoch die Herstellung und Fertigung eines solchen Kronenzahnrades aufwendig und kostenintensiv.

Aus Fig.4 ist ersichtlich, daß das mit 6 bezeichnete und als Kupplungstrieb dienende Kronenzahnrad, dessen Herstellung und Fertigung nachstehend beschrieben werden, mit einem als Zeigerstellrad dienenden Stirnzahnrad 7 zusammenarbeitet, das eine

Geradverzahnung 8 aufweist, die über die gesamte axiale Längserstreckung ein gleichbleibendes Profil hat. Bei der Herstellung des Kronenzahnrads 6 wird von einem Rohling ausgegangen, der wie üblich eine quadratische Mittelbohrung 9 hat, die koaxial zur zylindrischen Mantelfläche 10 angeordnet ist. Auch ist eine Auskehlung 11 mit Rechteckprofil vorgesehen, und an einem Ende eine Ringkrone, in der die Kronenverzahnung ausgebildet wird. Die Ringkrone hat beispielsweise ein rechteckiges Profil und sie ist außen durch die ι ο zylindrische Fläche 10 begrenzt. Am gegenüberliegenden Ende hat das Kronenzahnrad 6 eine weitere Verzahnung 13, die vor oder nach der Verzahnung an der Ringkrone gefertigt wird. Auch erstreckt sich ein kegelstumpfförmiger Abschnitt 14 vom Zahngrund der Kronenverzahnung zu der Öffnung 9.

Jeder Zahn 12 der Kronenverzahnung wird in einem Arbeitsgang mittels eines Fräsers 15 (siehe F i g. 4,5 und 6) gefertigt.

Die Achse des Fräsers erstreckt sich in einer zur Achse des zu bearbeitenden Rohlings senkrechten Richtung. Der Rohling wird in die Spindel eines Werkstückträgers derart eingesetzt, d?Si man eine Rotationsgeschwindigkeit erhält, die einer Teilung bei einer vollen Umdrehung des Fräsers entspricht. Der Fräser ist im Werkzeugträger so gelagert, daß er während des Bearbeitungsvorgangs verschieblich ist, wobei die Achse immer in einer zur Achse des Rohlings senkrechten Ebene bleibt In Abhängigkeit vom Anwendungsfall erfolgt die Verschiebung des Fräsers to während des Bearbeitungsganges in einer zur Achse des Rohlings senkrechten und in einer zu dieser parallelen Richtung. Bei einer Verschiebung in paralleler Richtung wird die Achse des Fräsers in einem gleichbleibenden Abstand von der Achse des Rohlings gehalten. Beispielsweise hat der Fräser einen Abstand, der gleich dem Radius der Seitenfläche 10 oder etwas kleiner ist. Der Fräser wird dann in Richtung des Rohlings derart verschoben, daß progressiv die Zwischenräume zwischen jedem Zahn 12 gebildet werden.

In F i g 5 sind das Kronenzahnrad 6 und der Fräser 15 in ihrer Zuordnung während der Fertigung der Verzahnung gezeigt. Der Fräser hat eine Reihe von Zähnen, die schematisch in F i g. 5 dargestellt sind und die in Schraubenform auf dem Umfang des Fräserkörpers auf einer Gesamtlänge verteilt sind, die zwei Teilungen der Verzahnung entspricht. Der Fräser kann daher beispielsweise zweimal 12 Zähne aufweisen, die jeweils um ein Zwölftel der Teilung in axialer Richtung bezüglich des vorhergehenden versetzt sind und gleichmäßig während der beiden Umdrehungen zur Wirkung kommen. Die Zähne des Fräsers lassen sich auch nur auf eine Umdrehung des Fräsers oder auf eine Umfangslänge verteilen, die größer als zwei Umdrehungen, aber nicht größer als zweieinhalb Umdrehungen ist. sü Es hat sich nänViich herausgestellt, daß man die Zähne 12 des Kronenzahnrads 6 in einem Arbeitsgang mit ausreichender Genauigkeit fertigen kann, wenn die Gesamtheit der von den Fräserzähnen gebildeten Schnecke die oben angegebenen Grenzbedingungen erfüllt. Selbstverständlich lassen sich die Drehrichtungen vom Fräser und vom Kronenzahnrad 6 umkehren.

Fig,6 zeigt das Profil der Zähne 16 des Fräsers 15. Die beiden Zahnwindungen sind mit dem zylindrischen Teil verbunden, der die Fräserwelle bildet, und zwar über zwei kegelstumpfförmige Flächen 17 und 1?. Das Profil jedes Zahns ist zusammengesetzt aus zwei geraden Teilen 19, 20, die symmetrisch bezüglich einer zur Fräserachse senkrechten Ebene sind und die Spitze des Zahns bilden, sowie aus zwei geraden Teilen 21 und 22, die ebenfalls bezüglich der gleichen Ebene symmetrisch sind, jedoch stärker geneigt bezüglich der Fräserachse als die geraden Teile 19 und 20 und miteinander über eine Abrundung 23 verbunden sind, die die Grundlinie des Zahns bildet.

Mit einem solchen wie in den Fig.5 und 6 beschriebenen Fräser 15 läßt sich eine Kronenverzahnung mit den Zähnen 12 fertigen. Die Ausbildungsform jedes Zahns 12 ist in F i g. 7 perspektivisch und in F i g. 8 in einer Schnittdarstellung gezeigt Jeder Zahn 12 des Kronenzahnrads 6 hat eine kreiszylindrische und um die Mittelachse des Kronenzahnrades 6 gekrümmte Außenfläche Fa, die sich von zwei am Boden des Kronenzahnrads 6 liegenden äuisren Zahnfußpunkten A und B dem Zahnprofil folgend zu einem gleichweit von diesen entfernt liegenden Zahnspitzenpunkt Z spitz zulaufend erstreckt Ferner weist jeder Zahn 12 zwei zwischen jeweils einem der beiden äußeren Zahnfußpur.kte A oder B und einem gleichweit von diesem entfernt am Boden des Kronenzahnrads 6 liegenden inneren Zahnfußpunkt Czum Zahnspitzenpunkt Zspitz zulaufende und dem Zahnprofil folgend angenähert ebene Innenflächen 25 und 26 auf. Die Zahnspitze Zund jede der die beiden Innenflächen 25 oder 26 mit der Außenfläche Fa verbindenden Kanten 24 sind verrundet ausgebildet und die die beiden Innenflächen 25 und 26 miteinander verbindende Kante ist unverrundet ausgebildet. Die Verrundungen der Kanten 24 haben etwa Kreisevolventenform. Die Zahnspitze jedes Zahns 12 ist abgerundet, wobei die Abrundung der Abrundung der Wurzel der Zähne 16 des Fräsers 15 entspricht.

Ein Kronenzahnrad 6 mit der zuvor beschriebenen Verzahnung steht stoßfrei und ohne Verschleiß genau in Eingriff mit einem geradverzahnten Stirnzahnrad, das ein übliches Profil hat und das ein Zeigerstellrad eines Zeigerwerks einer Uhr ist. Die Zähne 12 des Kronenzahnrads 6 berühren die Verzahnung des Stirnzahnrads längs den verrundetirn und die beiden Innenflächen 25 oder 26 mit der Außenfläche Fa verbindenden Kanten 24, die zweckmäßigerweise Kreisevolventenform haben, um einen proportionalen Antrieb sicherzustellen. Die beiden Innenflächen 25 und 26 jedes Zahns 12 verlaufen nach innen geneigt und bilden daher ein^n Zwischenraum, der ausreicht, um die Verzahnung 8 des Stirnzahnrades 7 zuverlässig in Eingriff zu bringen. Die die Zähne 12 umfassende Verzahnung des Kronenzahnrades 6 läßt sich einfach und schnell fertigen. Selbstverständlich lasser, sich in Abweichung von dem dargestellten Beispiel die Abmessungen des Kronenzahnrads 6 und die Modulgrößen verändern, so daß man eine andere Zähnezahl für die Zähne 12 d<"S Kronenzahnrads 6 erhält. Die Teilung der Schraubenlinie des Fräsers 15 entspricht dann selbstverständlich jener der zu fertigenden Verzahnung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Obertragen der Drehbewegungen von einer die Einstellkrone tragenden Welle auf eine senkrecht dazu angeordnete und mit dem Zeigerwerk zusammenarbeitende Welle mittels eines axial verschieblichen Kronenzahnrades und eines in dessen einer Lage hiermit in Eingriff stehenden Stirnzahnrades geringer Größe in Uhrwerken, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (12) des Kronenzahnrades (6) eine kreiszylindrisch um dessen Mittelachse gekrümmte und von zwei am Boden des Kronenzahnrades (6) liegenden äußeren Zahnfußpunkten (A und B) dem Zahnprofil folgend zu einem gleichweit von diesen entfernt liegenden Zahnspitzenpunkt (Z) spitz zulaufende Außenfläche (Fa) und zwei zwischen jeweils einem der beiden äußeren Zahnfußpunkte (A oder B^ und einem gleichweit von diesen entfernt am Boden des Kronenzahnrades (6) liegenden inneren Zahnfußjunkt (C) zum Zahnspitzenpunkt (Z) spitz zulaufende und dem Zahnprofil folgend angenähert ebene Innenflächen (25, 26) aufweist und daß die Zahnspitze (Z) und jede der die beiden Innenflächen (25 oder 26) mit der Außenfläche (Fa) verbindenden Kanten (24) verrundet und die die beiden Innenflächen (25 und 26) miteinander verbindende Kante unverrundet ausgebildet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernindungen der Kanten (24) zur Außenfläche (Fa) hin etwa die Form einer Kreisevolvente haben.