DE2616557C2

DE2616557C2 - Spielfreier Zahnradantrieb für geringe Kraftübertragungen

Info

Publication number: DE2616557C2
Application number: DE19762616557
Authority: DE
Inventors: Jakob 8011 Kirchseeon Gropp
Original assignee: Rohde & Schwarz, 8000 München
Priority date: 1976-04-14
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2616557B1

Description

Im Gerätebau werden ohmals spielfreie Zahnradantriebe für geringe Kraftübertragungen benötigt, beispielsweise bei elektrischen Geräten zum spielfreien Verstellen von Skalen, Potentiometern od. dgl. Bei elektrischen Schreibern ist es beispielsweise nötig, den Schreibstift sehr schnell und genau über einen solchen spielfreien Zahnradantrieb mittels eines kleinen Elektromotors zu verstellen. Die bisher üblichen spielfreien Zahnradantriebe mit federnd verspannten massiven Zahnrädern sind für diesen Zweck nicht sehr geeignet, da die federnd miteinander verspannten Zahnräder sich mit der Zeit abnutzen und außerdem in der Herstellung relativ teuer sind.

Bei einem Zahnradantrieb nach dem Ausgangspunkt der Erfindung (DT-OS 18 05 911) ist ein aus einer dünnen biegsamen Scheibe bestehendes Zahnrad mit einem elastischen Zahnkranz vorgesehen, dessen verzahnte Stirnfläche schräggestellt ist und die bei einem Eingriff mit einem massiven Gegenzahnrad durch Druck gerade gestellt und so wie die gerade Verzahnung des Gegenzahnrades ausgerichtet wird, so daß die beiden Zahnräder schließlich wie zwei übliche Zylinderzahnräder kämmen. Auch dieser bekannte Zahnradantrieb ist für den eingangs erwähnten Zweck nicht geeignet, die Herstellung dieses speziell geformten federnden Zahnrades ist relativ teuer und kompliziert, und diese bekannte Lösung eignet sich auch nur für in großer Stückzahl hergestellte Zahnräder, nicht jedoch für Anwendungen, bei denen von Hand nur wenige Zahnräder billig hergestellt werden sollen, wie dies z. B. bei den eingangs erwähnten elektronischen Geräten der Fall ist.

Aufgabe der Erfindung ist eine sehr einfache und billige Herstellung und Spielfreiheit über lange Zeit.

Ein erfindungsgemäßer Zahnradantrieb ist sehr einfach und billig herstellbar, das Federblech-Zahnrad kann aus dünnen Federblechscheiben im Paket auf jeder üblichen Verzahnungsmaschine gefräst werden. Die Zähne des Federblech-Zahnrades schleifen sich im Betrieb selbsttätig ein, und die Fertigbearbeitung braucht daher nicht allzu genau zu erfolgen. Die bei üblichen verspannten Zahnrädern oder federnd gegeneinander gedrückten Zahnräder erforderlichen Federn samt zugehörigen relativ komplizierten Lagerungen werden überflüssig, die den spielfreien Eingriff gewährleistende Federung wird unmittelbar in das Federblech-Zahnrad selbst verlegt. Das erfindungsgemäße Prinzip ist bei allen bekannten Verzahnungen anwendbar. Für das Federblech-Zahnrad bieten sich die verschiedenartigsten bekannten Materialien an, beispielsweise Federbleche aus Bronze, Stahl oder Kunststoff. Entsprechendes gilt für das Material der massiven Gegenzahnräder. Dauerlaufversuche mit einem erfindungsgemäßen Zahnradantrieb zeigten nur geringe Abnutzung der miteinander kämmenden Zahnräder und die geforderte Spielfreiheit ist damit über lang Zeit gewährleistet. Ein erfindungsgemäßer Zahnradantrieb eignet sich somit insbesondere für elektrische Geräte, bei denen von Hand oder über einen Stellmotor sehr genau elektrische Bauelemente wie Potentiometer, Skalen od. dgl. verstellt werden müssen.

Zahnräder aus dünnem Blech als Teile eines spielfreien Zahnradantriebes sind an sich bekannt (US-PS 32 13 704). Die dünnen Blechzahnräder sind hierbei als Tellerzahnräder ausgebildet, d. h. ihre Zähne sind bezüglich der Drehachse konisch schräggestellt und außerdem sind zwischen den Zähnen noch Schlitze vorgesehen, so daß die Zähne gegenüber dem Gegenzahnrad radial elastisch sind. Die Zähne müssen hierbei eine spezielle Profilform besitzen. Solche Telerzahnräder sind relativ kompliziert und teuer in der Herstellung und im Betrieb ist ein Hacken der Räder zu befürchten. Die Drehachsen der Tellerzahnräder können bei diesem bekannten Antrieb auch schräg zueinander angeordnet sein, ohne daß hierdurch die angestrebte Spielfreiheit leidet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Zahnradantrieb bestehend aus einem in sich federnd nachgiebigen und verbiegbaren Zahnrad 1, das in Richtung seiner Drehachse 2, also in Richtung der eingezeichneten Pfeile, federnd nachgiebig ist. Dieses Zahnrad 1 kämmt auf der einen Seite mit einem üblichen Kegelzahnrad 3, dessen Achse 4 parallel zur Drehachse 2 des federnden Zahnrades 1 gestellt ist. Auf der anderen Seite ist ein übliches zylindrisches Zahnrad 5 dargestellt, das um eine gegenüber der Achse 2 schräggestellte Achse 6 drehbar ist. Sowohl durch das Kegelzahnrad 3 als auch durch das schräggestellte zylindrische Zahnrad 5 wird erreicht, daß die Verzahnung dieser massiven Gegenzahnräder 3 und 5 gegenüber der Achse 2 des federnden Zahnrades 1 um einen kleinen Winkel von etwa 5 bis 35°, vorzugsweise 15° schräggestellt ist. Der gegenseitige Achsabstand zwischen den Achsen 2 und 4 bzw. 2 und 6 ist außerdem so gewählt, daß das federnde Zahnrad 1 im Eingriffsbereich bzw. 8 in Richtung der eingezeichneten Pfeile etwas verbogen wird, und zwar beim Kegelzahnrad 3 in Richtung der Kegelspitze und beim zylindrischen Zahnrad von dem Schnittpunkt der beiden Achsen 2 und 6 weg. Dadurch wird erreicht, daß im Sinne der Detaiiskizze die Zähne des federnden Zahnrades 1 mit den Zähnen der massiven Gegenzahnräder 3 bzw. 5 im spielfreien Eingriff stehen, also auf Grund laufen, d. h. ihre Flanken ohne Luft in Eingriff stehen. Für das massive Gegenzahnrad ist nur erforderlich, daß seine Verzahnung und seine Achse so

gegenüber dem Zahnrad 1 angeordnet ist, daß die gewünschte Verbiegung des Zahnradrandes im Eingriffsbereich 78 erzielt wird.

Das federnde Zahnrad 1 besteht beispielsweise aus einem dünnen Bronze- oder Stahlfederblech von beispielsweise 0,2 mm Dicke.

Wenn größere Kräfte übertragen werden sollen, können auch zwei oder mehrere derartige dünne federnde Zahnräder ί übereinander zu einem dickeren federnden Zahnrad vereinigt werden. Mit dem Zahnrad 1 können am Umfang beliebig viele massive Gegenzahnräder in Eingriff stehen und nach dem erfindungsgemäßen Prinzip können damii die verschiedenartig sten Zahnradantriebe zusammengestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zahnradantrieb für geringe Kraftübertragungen, bei dem ein aus einer dünnen biegsamen Scheibe bestehendes federndes Zahnrad durch elastische Verformung seines Randes mit mindestens einem massiven Gegenzahnrad spielfrei kämmt, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Zahnrad (1) eine bis zum Rand flache ebene Scheibe aus dünnem Federblech ist und die Verzahnung des Gegenzahnrades (3, 5) gegenüber der Achse (2) dieses Federbleuh-Zahnrades (1) derart schräggestellt ist und der gegenseitige Achsabstand derart gewählt ist, daß der Rand des an sich ebenen Federblech-Zahnrades (1) im Bereich seiner Eingriffsstellung (7, 8) aus der Scheibenebene axial ausgebogen wird.

2. Zahnradantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das massive Gegenzahnrad ein Kegelzahnrad (3) ist.

3. Zahnradantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (2; 4,6) von Federblech-Zahnrad (1) und Gegenzahnrad (3, 5) geneigt zueinander angeordnet sind.

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