DE870521C

DE870521C - Toothing for timepieces and counters

Info

Publication number: DE870521C
Application number: DEE599D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Stamm
Original assignee: ETA AG
Current assignee: ETA AG
Priority date: 1943-04-06
Filing date: 1943-04-06
Publication date: 1953-03-16

Description

Verzahnung für Zeitmesser und Zählapparate Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Verzahnung für Zeitmesser und Zählwerke.Toothing for timepieces and counting apparatus is the subject of the present Invention is a toothing for timers and counters.

Eisher wurde in Zeitmessern fast ausschließlich die korrigierte Zykloidenzahnung mit radialem Zahnfuß verwendet. Dabei ist der Epizvkloidenbogen des Zahnkopfes durch einen Kreisbogen ersetzt. Die Korrektur war nötig, weil es sich als praktisch unmöglich erwies, den Verzahnungswerkzeugen die theoretische Epizykloidenform zu geben.Eisher was almost exclusively corrected cycloid teeth in timepieces used with radial tooth root. The epicyclic arch of the tooth head is through replaced an arc. The correction was necessary because it turned out to be practically impossible proved to give the gear cutting tools the theoretical epicycloid shape.

Diese Korrektur hat zur Folge, daß sich die Eind. h. der geometrische Ort aller Zahnberührungen, sehr merklich ändert und damit auch die Kraftübertragung stark unstetig wird. Zudem zwingt diese Zahnform dazu, wenigstens die Triebe (Ritzel) im teuren und weniger genauen Stoßverfahren zu verzahnen, weil der notwendige radiale Zahnfuß im einfacheren und genaueren Abwälzverfahren nicht hergestellt werden kann. Mit Rücksicht auf genaues Arbeiten der Verzahnungen sollte man eine einwandfreie Kraftübertragung zu erreichen trachten. Die reine Zykloidenform, obwohl sie bei Wahl von sehr kleinen Rollkreisen die günstigsten Reibungsverhältnisse ergibt, kommt aber nicht nur aus den oben angegebenen Herstellungsschwierigkeiten nicht in Frage, sondern auch deshalb nicht, weil die reine Zykloidenform außerordentlich empfindlich ist gegen Abweichungen von der theoretisch richtigen Eingriffstiefe, d. h. eine sich schneidende (zu große Eindringtiefe) oder sich nicht berührende Lage der Teilkreise (zu kleine Eindringtiefe) hat sehr große Unstetigkeit in der übertragenen Kraft zur Folge, was gerade bei Zeitmessern und Zählwerken sehr unerwünscht ist. Verzahnungen aber, bei denen die Eindringtiefe genau eingehalten werden muß, sind für die Uhren- und Zählwerkstechnik deshalb ungeeignet, weil gewisse Schwankungen in der Eindringtiefe zur Erreichung weitgehender Auswechselbarkeit aller Teile möglich sein müssen.This correction has the consequence that the Eind. H. the geometric one Place of all tooth contact, changes very noticeably and with it the power transmission becomes strongly discontinuous. In addition, this tooth shape forces at least the drives (pinions) To interlock in the expensive and less precise butting process, because the necessary radial Tooth root cannot be produced in the simpler and more precise hobbing process. With regard to the precise working of the gears, you should have a perfect Strive to achieve power transmission. The pure cycloid form, although at Selection of very small rolling circles results in the most favorable friction conditions but not only out of the above mentioned manufacturing difficulties, but also not because the pure cycloid form is extremely sensitive is against deviations from the theoretically correct depth of intervention, i. H. one intersecting (too great a penetration depth) or not touching position of the pitch circles (too small penetration depth) has a very large discontinuity in the transmitted force result, which is very undesirable for timers and counters. Gears but, in which the penetration depth must be strictly adhered to, are for the clock and meter technology therefore unsuitable because of certain fluctuations in the penetration depth to achieve extensive interchangeability of all parts possible must be.

Die Evolventenverzahnung ist bezüglich Eingriffstiefe weitgehend unempfindlich. Sie hat auch noch den weiteren Vorteil, daß sie im genaueren und billigeren Abwälzverfahren hergestellt werden kann. Was sie aber bisher auch in der Uhren- und Zählwerkstechnik unbrauchbar machte, ist der Umstand, daß sich mit der Eingriffstiefe auch die Eingriffsstrecke verändert, was sich. besonders bei kleinen Zähnezahlen äußerst unangenehm bemerkbar machen kann, dann nämlich, wenn bei geringer Eingriffstiefe die Eingriffsstrecke kleiner wird als die Teilung, also über einen gewissen Drehwinkel keine korrekte Übertragung stattfindet, was außerdem eine starke Abnutzung zur Folge hat. Im gegenteiligen Fall von zu großer Eingriffstiefe wird die Eingriffsstrecke zu lang, und es ergibt sich eine unzulässige Zunahme der Reibungsverluste.The involute toothing is largely insensitive to the depth of engagement. It also has the further advantage that it can be generated in a more precise and cheaper generating process can be produced. What they have so far also done in clock and counter technology Made useless, is the fact that with the depth of engagement also the distance of engagement what changes. especially noticeable when the number of teeth is small can do, namely, if the path of engagement with a low engagement depth becomes smaller than the division, i.e. not correct over a certain angle of rotation Transfer takes place, which also results in heavy wear. On the contrary If the depth of engagement is too great, the path of engagement becomes too long, and it results an unacceptable increase in frictional losses.

Die erfindungsgemäße Verzahnung vermeidet den obengenannten Nachteil der Evolventenverzahnung, indem die Zahnflanken so geformt und begrenzt sind, daß bei veränderter Eingriffstiefe die Eingriffsstreckemindestens angenähert gleichbleibt.The toothing according to the invention avoids the above-mentioned disadvantage the involute toothing, in that the tooth flanks are shaped and limited in such a way that if the depth of engagement is changed, the distance of engagement remains at least approximately the same.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Es ist Fig. i eine Darstellung derselben bei sich berührenden Teilkreisen, Fig.2 bei sich weder berührenden noch schneidenden Teilkreisen und Fig. 3 bei sich schneidenden Teilkreisen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention. It is Fig. I a representation of the same with touching partial circles, Fig.2 in the case of pitch circles neither touching nor intersecting, and FIG. 3 in the case of intersecting Partial circles.

In Fig. i berühren sich die Teilkreise i. und 2 der Räder mit den Drehachsen -3 und q.. Der geometrische Ort aller Berührungspunkte der eine Evolventenfläche bildenden Zahnflanken 5, 6 der miteinander im Eingriff stehenden Zähne 7, 8 ist die gerade Eingriffslinie g. Sämtliche Berührungspunkte liegen zwischen den Punkten io und i i, ,,welche die Eingriffsstrecke begrenzen. Bisher war nun die Zahnhöhe durch die Endpunkte io und i i gegeben. Die Zähne hatten dort ihre Kopfbegrenzung, wie dies strichpunktiert angegeben ist. Die Zahnprofile der bisher bekannten Zähne waren also die in Fig. i lang schraffierten io-i2 bzw. 10-i3. Hat man nun bei diesen bekannten Zähnen die beiden Drehachsen 3,4 voneinander entfernt, wie dies beispielsweise in Fig. 2 der Fall ist, wo sich die Teilkreise 1, z nun nicht mehr berühren, die Eingriffstiefe also gegenüber Fig. i geringer ist, so berührten die Zähne 8 die Zähne 7 nicht mehr längs der ganzen Flankenlänge 12, 1q., sondern der äußerste Punkt io der Zähne 8 berührte die Flanken der Zähne 7 erst zwischen den Punkten 14 und 12. Der Eingriffswinkel a wurde gegenüber demjenigen der Fig. i größer und die Eingriffsstrecke kleiner. Um nun zu vermeiden, daß diese Eingriffsstrecke kleiner wird als dieTeilung, rnußte man erstere schon bei sich berührenden Teilkreisen sehr groß wählen, was aber ungünstige Reibungsverhältnisse ergab. Dieser Nachteil ist bei dem in der Zeichnung dargestellten Getriebe dadurch behoben, daß man das korrekte, evolventenförmige, breitschraffierte Profil gemäß der kürzeren Schraffierung über die strichpunktierte Kopflinie hinaus, durch ein ebensolches .korrektes, also evolventenförmiges Zusatzprofil bis zu den Punkten 15 verlängert. Mit andern Worten ist das Zahnprofil über die für den Eingriff bei sich berührenden Teilkreisen notwendige Kopfhöhe hinaus verlängert. Bei sich berührenden Teilkreisen arbeitet dieses zusätzliche Kopfprofil nicht, weil das entsprechende Gegenprofil am Zahnfuß fehlt. Zeichnet man nun mit diesem ergänzten Profil die Eingriffslinie bei sich nicht berührenden und bei sich schneidenden Teilkreisen, wie das in Fig. 2 und 3 getan wurde, auf, so sieht man, daß sich nicht nur der Eingriffswinkel nur ein wenig ändert, sondern daß die Eingriffsstrecke praktisch gleichbleibt. Man sieht aus Fig. 2 deutlich, daß bei sich nicht berührenden Teilkreisen der auf dem Kopfkreis liegende Punkt 15 des Zahnprofils schon mit dem innersten Profilpunkt des mit ihm zusammenarbeitenden Zahnes in Berührung kommt.In Fig. I, the partial circles i touch. and 2 of the wheels with the Axes of rotation -3 and q .. The geometric location of all points of contact of an involute surface forming tooth flanks 5, 6 of the mutually meshing teeth 7, 8 the straight line of action g. All points of contact are between the points io and i i, ,, which limit the path of contact. So far the tooth height was now given by the endpoints io and i i. The teeth had their head limit there, as indicated by dash-dotted lines. The tooth profiles of the previously known teeth were therefore the long hatched io-i2 and 10-i3 in FIG. You have now with these known teeth, the two axes of rotation 3.4 away from each other, as for example in Fig. 2 is the case where the partial circles 1, z no longer touch, the The depth of engagement is therefore less than in FIG. I, the teeth 8 touched the Teeth 7 no longer along the entire flank length 12, 1q., But the outermost point io of the teeth 8 only touched the flanks of the teeth 7 between the points 14 and 12. The pressure angle a was greater than that in FIG. I and the distance of contact smaller. In order to avoid that this path of contact becomes smaller than the division, If one had to choose the former very large even with partial circles touching one another, what but resulted in unfavorable friction conditions. This disadvantage is with the one in the drawing The illustrated gearbox is corrected by using the correct, involute, Broad hatched profile according to the shorter hatching over the dash-dotted line Head line out, through an equally correct, i.e. involute-shaped additional profile extended up to point 15. In other words, the tooth profile is about the The head height required for the intervention in touching pitch circles is extended. If the pitch circles touch, this additional head profile does not work because the corresponding counter profile at the tooth base is missing. If you now draw with this supplemented Profile the line of action for non-touching and intersecting pitch circles, as was done in FIGS. 2 and 3, it can be seen that not only the pressure angle changes only a little, but that the path of contact remains practically the same. Man See clearly from Fig. 2 that in the case of non-touching partial circles on the Point 15 of the tooth profile lying tip circle already with the innermost profile point of the tooth working with it comes into contact.

Auf oben geschilderte Weise sind die .einer Verwendung der Evolventenverzahnung bisher im Wege stehenden Nachteile behoben, und damit ist eine theoretisch richtige Verzahnung für Zeitmesser und Zählapparate geschaffen.In the manner outlined above, the involute toothing is used The disadvantages that stood in the way up to now have been resolved, and this is theoretically correct Interlocking created for timepieces and counting devices.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Toothing for timepieces and counters with corrected tooth flank limitation, characterized in that the tooth flanks are limited in such a way that with a changed depth of engagement the distance of engagement is at least remains approximately the same. .

2. Tooth according to claim i, characterized in that that the correct tooth profile of both cooperating teeth over those for engagement with touching pitch circles, necessary head height through a similar one Additional profile is extended, which does not have a corresponding one in the case of touching partial circles Opposite counter profile at the tooth root.

3. Tooth according to claim 2, characterized in that that the tooth profile and the additional profile are involute.