DE1214966B

DE1214966B - Schieberadgetriebe, insbesondere fuer feinmechanische Geraete

Info

Publication number: DE1214966B
Application number: DES76507A
Authority: DE
Inventors: Hermann Ebert; Friedrich Knoll
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-10-31
Filing date: 1961-10-31
Publication date: 1966-04-21

Description

Schieberadgetriebe, insbesondere für feinmechanische Geräte Zum Herstellen und Trennen des Kraftflusses in feinmechanischen Getrieben eignen sich vorteilhaft die bekannten Schieberadgetriebe, bei denen das Ein- und Ausrücken durch axiales Verschieben eines der beiden Zahnräder geschieht. Während des Ein-und Ausrückens sind zwar die beiden Zahnräder vorübergehend nur mit einem Teil ihrer Zahnlänge in Eingriff miteinander, doch erleiden die Zähne hierdurch bei kleinen zu übertragenden Leistungen in der Regel keinen Schaden. Auch wenn beim Einrücken die beiden Zahnräder Zahn auf Zahn stoßen und erst nach einer kleinen Weiterdrehung des laufenden Rades in ihren Verzahnungseingriff kommen, so leiden sie darunter meistens nicht; sogar Zahnräder aus Kunststoff ertragen eine solche Beanspruchung auch bei sehr häufigem Ein- und Auskuppeln ohne wahrnehmbare Abnutzung. Nachteilig ist aber in manchen Anwendungsfällen die Zeitverzögerung, die durch das vorerwähnte verzögerte Ineingriffkommen der Zahnräder bedingt ist. Theoretisch genügt zwar eine Weiterbewegung des laufenden Zahnrades um höchstens eine Zahnbreite, um die Räder zum Eingriff gelangen zu lassen; praktisch kann es aber vorkommen, daß infolge der vom Einrückdruck herrührenden Reibung zwischen den beiden einander berührenden Zahnrädern das antreibende Rad das getriebene Rad über einen längeren Winkelweg mitnimmt, bis schließlich, -etwa infolge kleiner Erschütterungen, eine Relativverdrehung der beiden Räder eintritt und das Einkuppeln ermöglicht. Diese Zeitverzögerung kann sich unangenehm auswirken, beispielsweise bei der Anwendung des Schieberadgetriebes in Verbindung mit einem Zeitrelais.
Um das Einrücken der beiden zu kuppelnden Zahnräder zu erleichtern, ist es bekannt, die Stirnseiten der Zähne auf den einander zugekehrten Seiten schneidenförmig auszubilden. Hierbei liegen die Schneiden der beiden Räder genau in der Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten der beiden Zahnräder. Trifft zufällig genau Zahn mittig auf Zahn, so trifft Schneide auf Schneide. Werden die beiden Zahnräder um einen kleinen Winkel weitergedreht, so kreuzen sich die beiden aufeinanderstoßenden Zahnschneiden, und es kann kein Einrücken stattfinden.
Es ist auch bekannt, die Zähne der beiden ein-und auszurückenden Zahnräder auf der Einrückseite abzuschrägen. Die Zahnräder sind hierbei so ausgebildet, daß die Stirnflächen der Zähne gegeneinanderstoßen, wenn nicht die Zähne des einen Rades mit den Lücken des anderen Rades genau fluchten. Der gleiche Fall tritt auch bei einer anderen bekannten Ausführung ein, wo die beiden Zahnräder mit einer kegeligen Verzahnung versehen sind. Wird ein solches Schieberadgetriebe beispielsweise in einem Zeitrelais verwendet, so treten die zuvor erwähnten unerwünschen Zeitverzögerungen ein.
Aufgabe der Erfindung ist es, solche Zeitverzögerungen auf ein Mindestmaß zu beschränken. Die Erfindung bezieht sich auf ein Schieberadgetriebe, insbesondere für feinmechanische Getriebe, und ist gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Zähne zweier miteinander in - Eingriff zu bringender Zahnräder sind in bekannter Weise spitzköpfig ausgebildet und weisen keilförmige Kopfkanten auf, b) die Zähne des einen Rades sind in bekannter Weise auf der dem anderen Rad zugekehrten Seite angespitzt und weisen dort je eine keilförmige Stirnkante auf, c) die genannten Stirnkanten liegen in an sich bekannter Weise auf der Mantelfläche .eines stumpfen Kegels, dessen Kegelspitze dem anderen Zahnrad zugekehrt ist.
Vorzugsweise sind die keilförmigen Stirnkanten an ihrer Keilspitze leicht abgerundet.
An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. In F i g. 1 und 2 sind die beiden Stirnzahnräder 1 und 2 eines Schieberadgetriebes nach der Erfindung in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. F i g. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab je einen Zahn der in Eingriff zu bringenden Zahnräder. Links und rechts von den miteinander in Eingriff zu bringenden Zahnrädern 1 und 2 sind die Stirnansichten der Zähne eingezeichnet; unter dem Rad 2 ist außerdem eine Draufsicht auf einen Zahn des Rades 2 dargestellt.
In F i g. 1 sind die beiden Zahnräder 1 und 2 in ihrer Stellung wiedergegeben, die sie im ausgerückten Zustand einnehmen. Das Einrücken ddr Zahnräder erfolgt durch Verschieben des Rades 1 nach rechts und/oder durch axiales Verschieben des Rades 2 nach links. Im folgenden sei angenommen, daß zum Ein- und Ausrücken das Zahnrad 1 verschoben wird. Die Zähne beider Zahnräder laufen an ihrem Kopf keilförmig in eine Kante 10 bzw. 20 aus, wie es besonders aus F i g. 3 zu sehen ist. Man sieht auch, daß die Zähne des Rades 2 außerdem stirnseitig angespitzt sind, wobei die Stirnkanten 21 auf einem Kegelmantel K liegen, in welchen beim axialen Einrücken die Ecke-11 jedes Zahnes des Rades 1 eintaucht. Die Kanten 10 und 20 sind ein wenig abgerundet, sie könnten aber an sich auch schneidenartig scharf sein.
Es ist vorteilhaft, daß die einer erhöhten Beschädigungsgefahr ausgesetzten Stirnkanten 21a leicht abgerundet sind, wie F i g. 4 in zwei verschiedenen Ansichten zeigt.
Die dargestellte und beschriebene Ausbildung der beiden Zahnräder hat folgende Wirkungsweise zum Ziel: Wenn beim Einrücken durch Verschieben des Zahnrades 1 in F i g. 1 nach rechts die beiden Zahnräder an der herzustellenden Eingriffsstelle zufällig genau um eine halbe Zahnteilung gegeneinander versetzt stehen, so daß also zufällig ein Zahn des einen Zahnrades genau auf eine Zahnlücke des anderen trifft, so lassen sich die Zähne der beiden Zahnräder ebenso hemmungsfrei ineinanderrücken wie bei jedem bekannten Schieberadgetriebe. Bei jeglicher anderen relativen Winkelstellung der beiden Zahnräder aber trifft jeweils ein Zahn des einen Zahnrades mehr oder minder -auf einen Zahn des anderen Zahnrades auf. Welche der unendlich vielen Relativstellungen der beiden Zahnräder innerhalb des Bereiches einer Zahnteilung man sich auch vorstellen mag: niemals treffen bei der dargestellten Ausbildung, im Gegensatz zu den bekannten Stirnzahnradkupplungen, die aufeinanderstoßenden Zähne Fläche auf Fläche oder Schneide auf Schneide bzw. Fläche zusammen, sondern- in jedem Falle mit einer Kantenecke des einen Zahnrades auf eine Kante oder Fläche des anderen Zahnrades, und zwar stets so, daß dabei das eine und/oder andere der beiden Zahnräder seitlich, in Richtung einer Querkomponente der zur Zahnradachse parallel gerichteten Einrückkraft, abgelenkt wird. Hierdurch ist ein vorübergehendes gegenseitiges Sperren der Zahnräder bezüglich des Einrückvorganges und der durch ein solches Sperren bedingte Zeitverlust in einfacher Weise unmöglich gemacht.
An der beschriebenen Wirkungsweise ändert sich nichts, wenn zum Ein- und Ausrücken nicht das Zahnrad 1, sondern stattdessen das Zahnrad 2 axial verschoben wird. Auch können beide Zahnräder gleichzeitig gegensinnig verschoben werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schieberadgetriebe; insbesondere für fein-, mechanische Geräte, gemeinsam g.e k e n n-. zeichnet durch folgende Merkmale: a) Die Zähne zweier miteinander in Eingriff zu bringender Zahnräder (1, 2) sind in bekann= ter Weise spitzköpfig ausgebildet und weisen keilförmige Kopfkanten (10, 20) auf. .. b) die Zähne des einen Rades (2) sind in.- bekannter Weise auf der dem anderen Rad (1) zugekehrten Seite angespitzt - und weisen dort je eine keilförmige Stirnkante (21) auf, c) die Stirnkanten (21) des Zahnrades (2) liegen in an sich bekannter Weise auf der Mantelfläche eines stumpfen Kegels, dessen Kegelspitze dem anderen Zahnrad (1) zugekehrt ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmigen Stirnkanten (21a) an ihrer Keilspitze leicht abgerundet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 41622, 184 408, 256 778, 647 456; schweizerische Patentschrift Nr. 270 328; französische Patentschrift Nr. 519109; französische Zusatzpatentschrift Nr.11756 (Zusatz zu Nr. 408 851); britische Patentschriften Nr. 227 235; 628 918.