DE7407735U - Feinmechanisches getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein feinmechanisches Getriebe, bestehend aus mindestens einem aus einem elastischen Material bestehenden Zahnrad, welches mit einem Ritzel in Eingriff steht, wobei das Getriebe schrittweise oder nahezu schrittweise weitergeschaltet wird. .

Es sind bereits Getriebe bekannt, bei welchen bei einzelnen Getrieberädern zwischen Achse und Zahnkranz elastische Teile angeordnet sind. Beispielsweise wird der Radkranz mit der Radwelle durch S-förmige Radschenkel verbunden, welche elastisch' ausgebildet sind. Diese erzeugen somit eine federnde Verbindung zwischen Welle und Rad- bzw. Zahnkranz.

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Es ist weiterhin bekannt, Radkranz und Welle über eine Spiralfeder miteinander zu verbinden, wobei die Spiralfeder unter Vorspannung steht und Anschläge für den Radkranz vorgesehen sind, welche einen bestimmten Verdrehwinkel zwischen Radkranz und Welle gestatten. '

Bei diesen bekannten Zahnrädern soll durch die elastische Verbindung zwischen Welle und Zal"i- *hzw. Radkranz das Flankenspiel ausgeschaltet .. werden, d.h. die Zähne von Rad und Ritzel berühren sich ständig, wobei jedoch zusätzlich die Voraussetzung besteht, daß das Getriebe ständig ein Drehmoment überträgt, beispielsweise eine Getriebewelle am Ende der Getriebekette ständig abgebremst wird.

Daneben ist ein feinmechanisches Getriebe bekannt, bei welchem der Zahnkranz am oberen Rand eines elastisch verformbaren topfförmigen Radkörpers angeordnet ist, wobei der Achsabstand zwischen ,dem Rad und dem mit ihm in Eingriff stehenden Ritzel kleiner ist als die Summe der Nennkreisradien des Radkranzes und des Ritzels. Der elastische Radkranz wird auf diese Weise elastisch verformt, wodurch zusätzlich zu dem Flankenspiel auch das Achsspiel ausgeglichen wird. Bsi diesem Getriebe ist nachteilig, daß infolge der elastischen Verformung des Radkranzes bei der Übertragung relativ hohe Energieverluste auftreten. Die-' ses Getriebe ist daher nur zur Übertragung von re-

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lativ hohen Drehmomenten geeignet.

Bei Getrieben, welche schrittweise oder nahezu schrittweise weitergeschaltet werden, tritt das Problem der verhinderung von Schaltgeräuschen auf. Dieses Problem ist beispielsweise bei Uhren vorhanden, bei denan das Zeigerwerk schrittwei&j periodisch durch einen Schrittmotor weitergeschaltet wird. Zu Beginn des Schaltschrittes prallen beispielsweise die Zähne des Rotorritzels plötzlieh auf die Zähne des mit ihm kämmenden Rades auf. Eine weitere Geräuschquelle entsteht beim Einpendeln des Rotors in die magnetische Ruhelage am Ende des Schaltschrittes, wobei die Flanken der miteinander kämmenden Zähne mehrfach wechselweise aneinanderprallen.

Bei einem derartigen Getriebe besteht die Aufgabe der Verminderung des Getriebegeräusches, wobei das Getriebe so ausgebildet sein soll, daß Drehmomentenverluste auf ein Minimum beschränkt sind und die Herstellkosten gleich denjenigen eines normalen Getriebes sind.

Bei einem feinmechanischen Getriebe der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zahnlücken des Rades wesentlich über den Fußkreis des Rades hinaus in Richtung auf die Radachse verengert sind und unter dem Einfluß der bei der Weiterschaltung auftretenden Stöße die Zähne sich elastisch verblegen. Vorzugsweise ist die Anordnung so getroffen, daß das mit dem Ritzel des vorgerannten Zahnrades kämmmende Zahnrad ebenfalls verlängerte Zahnlücken und

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elastisch vtrbiegbare Zähne aufweist. In einem AusfUhrungsbeispirl ist die Tiefe der Zahnlücke etwa gleich dem Dreifachen des Abstandes zwischen Kopf- und Fußkreis, also etwa gleich dem Dreifachen der normalen Zahnhöhe.

Es hat sich gezeigt, daß eine ganz erhebliche Geränschverminderung auftritt, wenn die Zähne des mit dem Rotorritzel kämmenden Rades einen sehr c-hohen Schlankheitsgrad aufweisen und verhältnismäßig leicht in Umfangsrichtung des Rades elastisch verbiegbar sind. Die Schaltstöße zu Beginn und am Ende eines jeden Schaltschrittes werden elastisch abgefangen. Außerdem hat sich gezeigt* daß durch die infolge dieser Formgebung stark zerklüftete und insgesamt reduzierte Radfläche beträchtlich weniger Schall abstrahlt als ein Rad mit den üblichen Zähneu.

Eine Geräuschverminderung tritt nicht nur bei solchen erfindungsgemäßen Getrieben auf, die von einem Schrittmotor angetrieben werden, sondern gleicherweise bei Getrieben, welche durch ein Unruh und eine von der Unruh betätigte Schaltweiche fortgeschaltet werden. Auch hier tritt ein periodisches Fortschalten auf. Wird das erfindungsgemäße Getriebe von ein«>m Synchronmotor angetrieben, ist auch hier eine wesentliche Geräuschverminderung zu verzeichnen. In diesem Fall wird das Getriebe nahezu schrittweise weitergeschaltet.

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Der Geräuschdämpfungseffekt läßt sich erhöhen, wenn in einer Getriebokette vorzugsweise aufeinanderfolgend zwei Räder der erfindungsgemäßen Ausbildung verwendet werden. Insbesondere sollte das erste Rad, welches vom schrittweise bewegten Ritzel angetrieben wird, die erfindungsgemäße Ausbildung aufweisen.

Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist Teil 1 das auf der Rotorwelle 2 des -Schrittschaltmotors angeordnete Ritzel. Der Rotor führt periodisch einen Drehschritt von 180° aus. Mit den Zähnen 3 des Ritzels 1 stehen in Eingriff die Zähne 4 des teilweise dargestellten Rades 5. Die Form der miteinander in Eingriff stehenden Zahnflanken'der Zähne 3 und 4 ist in bekannter Weise so gewählt, daß eine möglichst winkeltreue übertragung, wie bei Zeigerwerken von Uhren üblich, möglich ist. Entsprechend den Erfordernissen kann Jedoch die Zahnflankenform auch so ausgebildet sein, daß die Forderung nach einer möglichst drehmomententreuen übertragung erfüllt wird.

Mit 6 ist der Kopfkreis der Zähne des Rades bezeichnet. Bei einem normal ausgebildeten Rad würde der Zahngrund längs der gestrichelten Linie verlaufen. Der rechnerische Fußkreis ist mit 8 bezeichnet.

Die Zahnlücken 9 sind wesentlich radial nach innen verlängert, so daß die Zähne 4 des Rades 5

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bei den auftretenden Stößen während des Schaltschrittes des Ritzels 1 sich verhältnismäßig leicht in Umfangsrichtung des Rades 5 elastisch verbiegen können.

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Claims (7)

Ansprüche

1) Feinmechanisches Getriebe, bestehend aus mindestens einem aus einem elastischen Material hergestellten Zahnrad oder Schaltzahnrad, welches mit einem Ritzel oder sonstigen Antriebselement, wie z.B. Schaltweiche oder

ν Schaltklinke, in Eingriff steht, wobei das Getriebe echritt-

^: " weise oder nahezu schrittweise weiter ge schaltet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnlücken deTs.-Rades wesentlich über den Fußkreis des Rades hinaus¹ in Richtung auf die Radachse verlängert sind und unter dem Einfluß der bei der Weiterschaltung auftretenden Stöße die Zähne sich elastisch verbiegen.

2) Feinmechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Ritzel des Zahnrades oder Schaltzahnrades kämmende folgende Zahnrad ebenfalls verlängerte Zahnlücken und elastisch verbieg-

'. ' bare Zähne aufweist.

3) Feinmechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad oder Schaltzahnrad aus einem elastischen Kunststoffmaterial besteht.

4) Feinmechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch

* -gekennzeichnet, daß das Zahnrad oder Schaltzahnrad speichenlos als Scheibe ausgebildet ist.

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5) Feinmechanisches Qetriebe nach Anspruch 1 oder Z, dadurch gekennzeichnet, daß das das Zahnrad antreibende Ritzel auf der Rotorwelle eines Schrittmotors angeordnet ist.

6) Feinmechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das Zahnrad antreibende Ritzel auf der Rotorwelle eines Synchronmotor s angeordnet ist.

7) Feinmechanisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das das Schaltzal prad antreibende Schaltweicheneiement auf der Welle einet. Orehschwingers angeordnet ist.