LOW-NOISE TOOTHED GEARING AND FORMING TOOL FOR PRODUCING SPUR WHEELS THEREFOR

Abstract: 1. Low-noise toothed-wheel gearing, especially for measuring instruments, with at least two intermeshing spur wheels (2, 3), each spur wheel carrying on one end face a disc (7; 8) which is concentric to the wheel axis and the diameter of which corresponds approximately to the pitch circle diameter (Ts) of the spur wheel, and the radial running surfaces of the two discs being in contact with one another under resilient prestress, and with an intermediate piece (10) located between the disc (7; 8) and the end face of the spur wheel (2; 3), characterised in that the intermediate piece (10) is designed in the form of a spur gear wheel, the root circle diameter (Fz) of which is equal to that of the spur wheel (2, 3) of the gearing, and the teeth of which have the same thickness and the same distance between them as the spur wheel of the gearing and the outer-circle diameter (Az) of which is selected to be equal to the pitch circle diameter (Ts) of the spur wheel (2, 3) of the gearing.

Description: #¯uscharmesZahnrmdetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein geräuscharmes Zahnradgetriebe, insbesondere für Messwerke, mit mindestens zwei miteinander kämmenden Stirnrädern, die unter federelastischer Vorspannung im Eingriff miteinander stehen. Bekannte Zahnradgetriebe dieser Gattung haben den Nachteil, dass die unter Vorspannung miteinander im Eingriff stehenden Räder leicht zum Klemmen neigen, so daB insbesondere bei Getrieben mit einem verhältnismässig geringen Eingangsdrehmoment, wie es beispielsweise bei Uhren- oder t#esswerksgetrie ben der Fall ist, erhebliche BetriebsstörungEn auftreten können. Durch das Gegeneinanderdrücken der Räder verschlechtert sich im übrigen auch der Wirkungsgrad des Getriebes, so dass solche Massnahmen zur Geräuschdämpfung und Zahnspielbeseitigung für viele Anwendungsfälle keinen gangbaren Weg darstellen. Zur geräuscharmen Übertragung von Drehbewegungen sind des weiteren Reibradgetriebe bekannt, die jedoch wegen des immer mehr oder weniger vorhandenen Schlupfes zwischen den miteinander in Berührung stehenden Rädern nur begrenzt verwendbar sind. Insbesondere eignen sie sich aus diesem Grunde auch nicht für Uhren- oder Messwerksgetriebe. Diese Nachteile der bekannten Getriebe sollen durch die Erfindung überwunden werden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein geräuscharmes Zahnradgetriebe zu schaffen, das auch dann eingesetzt werden kann, wenn nur verhältnismässig geringe Eingangsdrehmomente zur Verfügung stehen und dessen Wirkungsgrad möglichst gleich oder allenfalls -nur unwesentlich kleiner sein soll, als derjenige bekannter Getriebe. Zudem soll das Getriebe so aufgebaut sein, dass zumindest die Einzelteile in grossen Stückzahlen billig hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Zahnradgetriebe der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jedes Stirnrad auf einer Stirnseite eine zur Radachse konzentrische Scheibe trägt, deren Durchmesser etwa dem Teilkreisdurchmesser des Stirnrades entspricht, dergestalt, dass die Laufflächen der beiden Scheiben miteinander in Berührung stehen. Bei einem solchen Getriebe erfolgt die Drehmomentübertragung ohne Klemmung oder eine Wirkungsgradeinbusse über die konzentrisch an den Stirnrädern Eroeordneten Scheiben. Die Verzahnung verhindert dabei das auftreten eines Schlupfes zwischen den beiden Rädern Die Verzahnung hat also lediglich noch eine Sicherungsfunktion, aber keine Übertragungsfunktion mehr, sofern kleine Drehmomente übertragen werden. Bei grösseren Drehmomenten beteiligt sich auch die Verzahnung an der Übertragung, wobei jedoch durch den durch die Scheiben begrenzten Zahneingriff auch dann keine Klemmungen auftreten können. Um auch bei der Übertragung grösserer Drehmomente bzw. von Drehmomentspitzen sicherzustellen, dass keine Klemmungen zwischen den Rädern auftreten können, empfiehlt es sich, den Durchmesser jeder Scheibe geringfügig grösser als den Teilkreisdurchmesser des Stirnrades zu wählen. Als geringfügig grösser wird bei Zahnrädern für übliche Messwerks- und Uhrengetriebe ein Mass von 0,05 bis 0,2 mm angesehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der Scheibe und der Stirnseite des Stirnrades ein Zwischenstück angeordnet, dessen wirksamer Durchmesser kleiner als der oder gleich dem Durchmesser des Fusskreises des Stirnrades ist. Durch die Anordnung eines solchen Zwischenstücks zwischen Scheibe und Stirnrad wird erreicht, dass geringfügige Versetzungen der miteinander im Eingriff stehenden Räder in Achsrichtung nicht zu einer Reibung zwischen der Scheibenstirnseite des einen Stirnrades und der Stirnseite des anderen Stirnrades und damit zu unerwünschten Übertragungsverlusten führen. Als zweckmässig hat es sich erwiesen, das Stirnrad, die Scheibe und gegebenenfalls das Zwischenstück als eine einstückige Einheit auszubilden. Die Einheit kann aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einem anderen giess-, spritz- oder pressfähigen Material sein. Gemäss einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das Zwischenstück in Form eines Stirnrades ausgebildet, dessen Fusskreis- durchmesser gleich dem des Getriebestirnrades ist, dessen Zähne gleiche Dicke und gleichen Abstand wie das Getriebestirnrad haben und dessen Aussenkreisdurchmesser gleich dem Teiikreis- durchmesser des Getriebestirnrades gewählt ist. Ein solches Zwischenstück gestattet in besonders einfacher Weise die Herstellung der Stirnrad-Scheiben-Zwischenstück-Einheit in einem einzigen Arbeitsgang und insbesondere ohne jegliche zosätzliche spanabhebende Massnahmen. Zur Herstellung einer solche Stirn rad-Zwischenstück-Scheiben-Einheit aus einem giess-, spritzoder pressfähigen Material, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff ist nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ein Formwerkzeug vorgesehen, das zweiteilig, im einen Teil die Form für die Scheibe und das zahnradförmige Zwischenstück und im anderen Teil die Form für das Stirnrad und die Ansätze für die Lücken des zahnradförmigen Zwischenstücks aufnehmend aufgebaut ist. Die Stirnrad-Zwischenstück Scheiben-Einheit ist also in einem Einfachwerkzeug ohne Schieber und andere die Herstellung des Werkzeugs komplizierenden Teile herstellbar, wobei aufgrund des einfachen Aufbaus des Werkzeugs dieses mit hohen Taktzeiten genutzt werden kann. Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel enthält, näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Seitenansicht eines aus zwei Stirnrädern bestehenden Getriebes, Figur 2 einen Querschnitt durch ein Stirnrad des Getriebes gemäss Figur 1 entlang der Linie II-II, Figur 3 einen Querschnitt durch ein Zahnrad des Ge triebes nach Figur 1 entlang der Linie III-III und Figur 4 einen Schnitt durch ein Formwerkzeug zum Her stellen eines Stirnrades des Getriebes gemäss Figur 1. Von dem geräuscharmen Zahnradgetriebe 1, das aus einer Anzahl von einzelnen Stirnrädern besteht, sind der Übersichtlichkeit halber lediglich die Stirnräder 2 und 3 dargestellt, von denen jedes auf einer Welle 4 bzw. 5 sitzt. Beide Wellen 4 und 5 sind über ein federelastisches Element 6 miteinander verbunden, derart, dass die beiden Stirnräder gegeneinander gedrückt werden. Wie insbesondere aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, ist jedes der beiden Stirnräder 2 bzw. 3 mit einer zur Welle 4 bzw. 5 konzentrischen Scheibe 7 bzw. 8 versehen, deren Durchmesser gleich dem Teilkreisdurchmesser des Stirnrades 2 bzw. 3 gewählt ist. Diese beiden Scheiben 7 und 8 bewirken, dass die Zähne 9 der Zahnräder nur begrenzt ineinander eintauchen und somit keine Klemmungen zwischen den beiden Zahnrädern auftreten können. Zwischen jeder Scheibe 7 bzw. 8 und dem ihr zugeordneten Stirnrad 2 bzw. 3 befindet sich ein zylindrisches Zwischenstück 10, dessen Kontur so gewählt ist, dass zumindest im Bereich der Zahnlücken des Stirnrades 2 bzw. 3 das Zwischenstück nicht wirksam ist, also ein mit dem Stirnrad 2 bzw. 3 kämmendes Zahnrad gegen über dem Stirnrad axial versetzt sein oder eine grössere Dicke als das Stirnrad aufweisen kann, ohne dass dadurch der Ablauf der beiden Zahnräder gegeneinander gehemmt wird. Diese Kontur wird dadurch erreicht, dass das Zwischenstück in Form eines Stirnrades ausgebildet ist, dessen Fusskreisdurchmesser Fz gleich dem Fusskreisdurchmesser F5 des Stirnrades 2 bzw. 3 gewählt ist, bei dem die Zähne gleiche Dicke und gleichen Abstand wie die Zähne 9 des Stirnrades 2 bzw. 3 haben und dessen Aussenkreisdurchmesser AZ gleich dem Teilkreisdurchmesser TS des Stirnrades 2 bzw. 3 ist. Aufgrund dieser Ausbildung des Zwischenstücks 10 besteht die Möglichkeit, das Zwischenstück, die Scheibe und das Stirnrad in Form einer einstückigen Einheit aus einem thermoplastischen Kunststoff im Spritzgiess- bzw. Spritzpressverfahren herzustellen. Eine solche Einheit aus Stirnrad, Zwischenstück und Scheibe kann billig und in grossen Stückzahlen in einem zweiteiligen Werkzeug 11, wie es in Figur 4 dargestellt ist, hergestellt werden. In dem einen Teil 12 des Werkzeugs befindet sich hierbei die Form 13 für das Stirnrad sowie ein Zapfen 14 zur Erzielung des die Welle 4 bzw. 5 aufnehmenden zentrischen Lochs, während im anderen Teil 15 sich die Form 16 für die Scheibe und das Zwischenstück befindet. Zur Erzielung der gewünschten vorbeschriebenen Umfangsform des Zwischenstücks 10 sind die in die Zahnlücken des Stirnrades reichenden Ansätze in der Form 13 im Umfangsbereich des Zwischenstücks bis zur Stirnfläche der Scheibe verlängert, wie sich aus dem unteren Teil der Figur 4 ergibt.

Claims: Patentansprüche 1. Geräuscharmes Zahnradgetriebe, insbesondere für Messwer- ke, mit mindestens zwei miteinander kämmenden Stirnrä dern, die unter federelastischer Vorspannung im Eingriff miteinander stehen, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Stirnrad (2; 3) auf einer Stirnseite eine zur Radachse konzentrische Scheibe (7; 8) trägt, deren Durchmesser etwa dem Teilkreisdurchmesser (T ) des Stirnrades (2; 3) entspricht, dergestalt, dass die Laufflächen der beiden Scheiben (7, 8) miteinander in Berührung stehen. 2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser jeder Scheibe (7; 8) geringfügig gröBer als der Teilkreisdurchmesser (T ) des Stirnra des (2; 3) ist. 3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass zwischen der Scheibe (7; 8) und der Stirn seite des Stirnrades (2; 3) ein Zwischenstück (10) ange ordnet ist, dessen wirksamer Durchmesser kleiner als der oder gleich dem Durchmesser des Fusskreises (FZ) des Stirn rades (2; 3) ist. 4. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stirnrad (2; 3), die Scheibe (7; 8) und gegebenenfalls das Zwischenstück (10) eine ein stückige Einheit bilden. 5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeich net, dass das Zwischenstück (10) in Form eines Stirnrades ausgebildet ist, dessen Fusskreisdurchmesser (FZ) gleich dem des Getriebestirnrades (2; 3) ist, dessen Zähne gleiche Dicke und gleichen Abstand wie das Getriebestirnrad haben und dessen Aussenkreisdurchmesser (AZ) gleich dem Teilkreisdurchmesser (Ts) des Getriebestirnra des (2; 3) gewählt ist. 6. Formwerkzeug zum Herstellen von Stirnrädern eines Zahnradgetriebes nach Anspruch 5 aus einem giess-, spritz- oder pressfähigen Material, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff, dadurch gekenn zeichnet, dass das Werkzeug (11) zweiteilig, im einen Teil (15) die Form (16) für die Scheibe (7; 8) und das zahnradförmige Zwischenstück (10) und im anderen Teil (12) die Form (13) für das Stirnrad (2; 3) und die Ansätze für die Lücken des zahnradförmigen Zwi schenstücks (10) aufnehmend aufgebaut ist.

Inventors: MANN, ARNOLD
Applicants: VDO ADOLF SCHINDLING AG
Application year: 1980
Main classification: F16H55
IPC codes: F16H57