DE1447354A1

DE1447354A1 - Antriebs-Zahnrad fuer Winkelgetriebe in Uhrwerken sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1447354A1
Application number: DE19641447354
Authority: DE
Inventors: Glocker Paul L
Original assignee: GLOCKER PAUL L
Current assignee: GLOCKER PAUL L
Priority date: 1963-08-23
Filing date: 1964-08-05
Publication date: 1968-10-31
Also published as: GB1080053A; US3499367A; DE1447354B2

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl. Ing. HELMUT HUBBUCH PFORZHEtM

Herr Paul Leo G-Io cker, Grenchen (Schweiz)

Antriebs-Zahnrad für Winkelgetriebe in Uhrwerken sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebszahnrad für Winkelgetriebe in uhrwerken sowie auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zu seiner Herstellung.

Im Uhrwerk gibt es verschiedene Winkelgetriebe, beispielsweise zwischen dem Schiebetrieb und dem Zeigerstellzwisehenrad und zwischen; der Aufzugswelle und dem Kronenrad, l?ür diese Winkel- * getriebe Verwendet man Zahnräder Mt Normalverzahmjng, mit Cyeloidenprofil oder anderen Kreisabwicklungen. Winkeltriebe, in welchen ein Bad eine normale Verzahnung aufweist, sind leich-, t©r herzustellen, ^Is solche;mit konischen Ritzeln, besitzen jedoch k^iaiHi geßstHen Zahneingriff. Im Hinblick auf die Fertigungstolprsaztii ist es nämlich rf schwierig, die Tiefe des Zahn-.■ eingriffs g£©iehzeitig in horizontaler und vertikaler Richtung

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passrichtig zu machen. Ist die lejif e zu klein, so besteht die G-efahry dass die Zähne plötzlich ausser Eingriff kommen, ist die liefe zu gross so können die Zähne "blockieren oder sich festfressen.

Die Zahnflanken der Zähne in den bekannten Antriebszahnrädern · sind nicht kreisförmige Teile von Zylinderflächen, deren Erzeugende bei Rädern mit radialer Verzahnung parallel zur Achse des Rades liegen oder aber_? bei Rädern mit achsialer Verzahnung,, lotrecht auf den durch die Achse gehenden Ebenen stehen» Ver^> wendet man in einem Winkelgetriebe zwei derartige Zahnrädern Bo kommen die Zähne des ffiitnehmerrades mit den Zähnen des mitgenommenen Bades nur an einer ihrer Kanten in Berührung* ·

Das Ziel der Erfindung ist ein Winkeltrieb zu schaffen, mit welchem ein Winkelgetriebe hergestellt werden kann, das als zwei·» tes Sad ein Rad oder Ritzel mit normaler Verzahnung enthalten: kann. Unter normaler Verzahnung verstehen, z7BT|wir eine Zyklo·* iden- oder Evolventenverzahnung«. Ein weiterer Zweck ist, ein Winkelgetriebe mit möglichst wenig Spiel und ruhigem Gang zu schaff en, wobei die Reibung und die Abnützung, verglichen mit bekannten Winkelgetrieben., kleiner sind«

Hierzu keimaeichnet sich das Zahnrad der Erfindung dadurch/ össs die Flanken jedes Zahnes zwei aktive zylindrische Flächenteile und swei aktive konvexe i'lächenteile aufweisen^ dass die durcfc. . ,

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die beiden konvexen Flächenteile gebildete gemeinsame Kante gewogen und dass diese Kante in einer durch die Winkeltrieb-• achse gelegte Ebene angeordnet ist. Das Verfahren zur Herstellung eines solchen Rades kennzeichnet sich dadurch, dass der Rohling vorerst auf bekannte Art mit einer zykloiden- oder evolventen Verzahnung versehen wird, worauf die beiden Flanken auf wenigstens einer der Frontflächen jedes Zahnes mit einem sich drehenden Werkzeug zum bilden der aktiven konvexen !Flächenteile bearbeitet werden. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver- || fahrens kennzeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch a*H&, dass sie einen Werkstückträger-und zwei ihm gegenüber in "wenigstens zwei Richtungen bewegbare, auf einem Support angeordnete Werkzeugträger für rotierende Werkzeuge enthält, deren Werkzeuge nach einander in Berührung mit dem Werkstück gebracht werden«

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt zwei AU%ührungsformen des erfindungs gemäss en gezahnten ' Zahnrades sowie auch zwei Ausführungsformen der Vorrichtung zur ™ Herstellung der Verzahnung. ·

. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Zahnrades • dei* Erfindung,

Fig. 2 eiile Seitenansicht des Zahnrades,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Zahnrades zur Erläuterung eines Herstellungsvorganges,

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. Fig. 4 eine Seitenansicht wie Fig. 3 mit Erläuterungen für ei- _t

nen anderen Teil des Herstellungsvorganges, . Fig. 5 ein Aufriss der zweiten Ausführungsform, Fig. 6 eine Seitenansicht der Ausfü^hungsform nach Fig. 5, Fig. 7 eine schematische und T,eilansicht der Maschine zur Herstellung der Verzahnung,

Fig. 8 eine andere Ansicht der Maschine in einer anderen Arbeitsstellung, : \ _ Fig. 9 ein Schnitt nach Linie IX-IX der Fig. 8, Fig.10 ein Schnitt // nach Linie X-X der Fig. 8, Fig.11 eine andere schematische und Teilansicht einer Variante der Maschine nach Fig. 7 und

Fig.12 eine schematische und Teilansieht der Maschine der Fig.-11 in einer anderen 'Arbeitsstellung.

Das in Fig. 1 dargestellte mit 1 bezeichnete Zahnrad ist ein Schiebetrieb eines Uhrwerks mit Achsialverzahnung, der mit dem Zeigerstellzwisehenrad 2 kämmt. Die Verzahnung des Zeigerstellzwischenrades ist die übliche Cyclolde. Der Schiebetrieb 1 hat' einerseits eine übliche Verzahnung 3 und Achsialzähne 4» deren. Flanken zwei Flächen haben. Zur Herstellung dieser Zähne beginnt man in die^Stirnseite eines im wesentlichen zylindrischen Höhlings rings tim die Achse des Zylinders Einschnitte 5 herzustel- _r "le».* Die Herstellung erfolgt ΜΛ elisfr rotierenden Ϊ*ταο^^lätv · einetB BilPil 7 {Fig. 3). Der Durciaaeaser der Fr&se is* sehr iriel grosser, wie der des Werkstüoke {2yiinfer)* Ihr Aehse'steht seiifcrecht auf einer Ebene, die durciL^ie Zylinderachse und die Mitte des Einschnitts geht.

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Die Zähne 4 werden in einem zweiten Arbeitsgang in ihre definitive Form gebracht mittels einer profilierten Fräsenseheibe

yver 8 (Fig. 4). Die Achse der Fräsenscheibe 8^/läüft nach Fig. 3 parallel zur Achse der Fräsenscheibe 6«, ist aber von der Achse des zu bearbeitenden Zahnrades weiter entfrnt, so dass der Rand äer konkaven Fräse 8 einen Kreis beschreibt, dessen Tangente in dem Punkte, wo die Schneidkanten der Fräse 8 die Zähne 4 des Werkstücks 1 berühren, mit der Achse des Werkstücks einen Winkel in der Nähe von aber kleiner als 90 einschliesst. Das Schleifprofil der Fräsenscheibe 8 ist konkav und arbeitet, wie Fig. 4 zeigt, gleichzeitig auf den beiden Aussenflanken zweier benachbarter Zähne 4. Die Fräse 8 schneidet äen abgewandten Flanken der beiden benachbarten Zähne Fächenstüeke 9 an, welche, da der Durchmesser 8 viel grosser ist, als der des Werkstücks 1 •als nicht·

deren Erz

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Werkstück;

4 anschne

9 geMl&e

. eine schri

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kriesförmige Zylinderflädhen beschrieben werden können,

ugende in zur Oberfläche[der Fräsenscheibe 8 parallen liegen und sich in schräger Richtung in Richtung des

1 erstrecken. Wenn man ijiach und nach jeden der Zähne det, werden auf jeder dei* beiden Flanken Flächenstücke

, äie ,EtSL der Aussenseite des Zahns zusammenlauf en und

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g verlaufende Schneide lo bilden* Die Flächenteile 9 χ und X&T& Schillttlinien mit den zur Werkstückachse

in !radialer Richtung zur. Achse. wie aus jFig. 2 und 4 ersichtlich, die 9 unä den zur Werkstückachse "ko~ , '. iep Wiö^kstückmantel', in ein&r* vom ^! α Richtung» ; ' *'"'

Das Zeigerstellzwischenrad 2 kämmt mit dem Schiebetrieb 1. Es hat, wie Fig. 2 zeigt, eine Radialverzahnung in üblicher Cykloidenform. Dank dem Spezialprofil der Zähne 4 kann der radiale und axiale Eingriff in Grenzen variieren, ohne dass man Verklemmung oder ein unzeitiges Freiwerden der Verzahnung befürchten müsste. Das Zahnrad 1 ist das,.angetriebene Rad des Getriebes. Der Kontakt jedes Zahnes 4 mit einem Zahn des Zeigerstellzwischenrades 2 beginnt im Punkte 11. Der angreifende Zahn gleitet dann auf der konvexen Flanke des angegriffenen Zahnes, bis letzterer am Punkt 11a ausser Eingriff kommt. Die Reibungskräfte und die Stö'sae sind dank der Tatsache, dass die zusammenwirken-+ den Zähne des Schiebetriebs 1 und des Zeigerstellrades 2 gekrümmte Flanken haben, auf ein Minimum verringert.

In Fig. 5 und 6 ist ein Zahnrad mit radialer Verzahnung 12 dargestellt, deren Zähne mit 13 bezeichnet sind. Die Flanken der Zähne 13 haben dieselben zwei Oberflächenabschnitte wie die Zähne Hiervon sind die gekrümmten aktiven Flächenabschnitte mit 13 a bezeichnet.

Die Zähne 13 des Rades 12 werden in zwei Arbeitsgängen mit den Sräsen 6 und 8 hergestellt. Im zweiten dieser Arbeitsgänge schneidet die Fräse 8 den Zähnen 13 die Flächen 13 a an, die den Flächenabschniirtren 9 entsprechen und sich in den schrägen Schneiden 14 vereinigen* : /\ ^: .-' ^:'-, . file bei Aufzuggrädefn üblich, hat dasRää 12 eine kreisrunefe , Zm-~;_ i 15 -"töid eine Verzahnung 16y die in ate VerisalwtäBg ^:

Zur Herstellung der Zahnräder nach Fig. 1-5 kann man die in Fig. 7-12 dargestellten Maschinen verwenden. "Diese Maschinen "bestehen, wie Fig. 7 zeigt, aus einer Werkstückhalt evorrichtung 17, in Gestalt einer Dockenspindel, die horizontal liegt und mit einer Skaleneinteilung versehen ist. Das Werkstück 1 ist in der Zange der Dockenspindel 17 befestigt. Vor der Dockenspindel 17 ist ein Schlitten 18 angeordnet, der seitlich auf Schienen beweglich ist. Dieser Schlitten trägt zwei Kulissen 19 und 20, die lotrecht auf dem Schlitten 1θ befestigt sind. % Die Kulisse 19 (Fig. 10) besteht aus einem Bock 21 mit Schienen 22, auf denen ein Werkzeugträger-Schlitten 23 gleitet. In ihm ist eine Spindel 24 gelagert an 'deren eiern Ende die Scheibe 6 sitzt. Eine Scheibe 25 treibt die Spindel 24 an. Mit ■Verschiebungen des Werkzeugs 23 auf den Schienen 22 gelingt des den Durchmesser der Fräse 6 der gewünschten Verzahnung anzupassen. Die Kulisse 19 und der Schlitten 18 richten die Fräsenscheibe 6 auf das Werkstück 1 aus. Die richtige Stellung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Fräse 8 sitzt auf einer Spindel 26, die mit einer Seilscheibe " 27 ausgerüstet ist und in einem Bock 28 gelagert ist. Der Bock 28 gleitet auf Schienen 29» die auf der Kulisse 20 angeordnet sind, so dass also der Bock 28 auf der Kulisse 20 verschoben werden kann. Diese Bewegung erlaubt eine Höheneinstellung der Fräse 8. Die Arbeitsbewegungen der Fräse werden ledigliöli dtireh Verschiebungen der Kulisse 20 #rreiölit, wodurch, sieh die Äeiiüe der fräse 8 horizont»! visrchiebt.

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Die in Pig. 11 dargestellt Maschine enthält dieselben Elemente wie die in Fig. 7 und 10 dargestellten Maschinen. Der einzige Unterschied "besteht in der Konstruktion der Dockenspindel 17. Sie besteht hier aus zwei Teilen 17 und 17a, zwischen denen sich eine unbewegliche Achse 3P erstreckt, welche das Werkstück 12 trägt. Diese Ausführungsform erlaubt die Herstellung radialer Verzahnungen, während die Maschine nach Fig. 7 für achsiale Verzahnungen eingerichtet ist.

Die beschriebenen Maschinen gestatten es in einfacher Weise in zwei _v Arbeitsgängen d.h. nicht mehr in nicht mehr Arbeitsgägen als üblich Winkeltriebräder der beschriebenen Art herzustellen.

Die auf diese Weise hergestellten Verzahnungen für Winkeltriebe können auf der einen Seite ein Zahnrad üblicher Ausbildung haben, das dementsprechend mit einem dritten Zahnrad in Eingriff stehen kann. Die Flankenausbildung 'des erfindungsgemässen Zahnrades ist andererseits so, dass sich beim Eingriff in liormalzahnräder ein Minimum an Reibung und Stössen ergibt, Das Zusammensetzen der Winkeltriebe bietet keine Schwierigkeiten denn die Toleranzen der Justierung sind gross und die Gefahr des Aussereingriffkommens der Verzahnungen ist vollständig ausgescÄ.tet. *

Die beschriebenen Zahntriebräder können nicht nur in öhrwerken Verwendung finden, sondern ebenso auch ganz allgemein in die Feinmechanik z.B. in Zähl-Regel- und Messwerken unä überall da_y wo WinkeltMebe Verwendung finden. Sie vermeiden'die Notwendigkeit in Getrieben mehrere Räder auf die gleiche Welle zu setzen,-

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wenn neben einem Winkeltrieb noch andere Triebe auf parallelen Wellen angeordnet sind.

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Claims

Patentansprüche

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1.) Feinmechanischer Winkeltrieb, insbesondere für Uhrwerke, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jedes Zahnes zwei aktive zylindrische Flächenteile und zwei aktive konvexe Flächenteile aufweisen, dass die durch die beiden konvexen Flächenteile gebildete gemeinsame Kante gewogen und dass diese Kante in einer durch die Winkeltriebachse gelegte Ebene angeordnet ist.

2. Verfahren zur Herstellung eines Winkeltriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling vorerst auf bekannte Art mit einer zykloiden- oder evolventen Verzahnung versehen wird, worauf die beiden Flanken auf wenigstens einer der⁴ Frontflächen jedes Zahnes mit einem sich drehenden Werkzeug zum bilden der aktiven konvexen Flächenteile bearbeitet werden.

3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Werkstückträger und zwei ■ihm gegenüber in wenigstens zwei Richtungen bewegbare, auf einem Support angeordnete Werkzeugträger für amtierende Werk^uge enthält, deren Werkzeuge nach einander in Berührung mit dem Werkstück gebracht werden.

4. Winfeeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diedurch die beiden konvexen Flächenteile gemeinsam gebildete Kante die obere äasserste Kante eines Zahnes ist«

009806/0448 Jeue Unterlagen (απ. ? s ι Ab₃. s ».·. t .<*.*,

5. Winkeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne parallel zur Winkeltriebachse angeordnet sind und dass die Schnittpunkte aller Tangenten der gebogenen Kanten mit der Winkeltriebachse auf der Vorderseite des Winkeltriebes sind.

6. Winkeltrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrischen Oberflächenteile nach einer an sich bekannten Verzahnungsart geformt sind.

7. Winkeltrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexen Oberflächenteile allgemein zylindrische, jedoch keine kreiszylindrischen Flächenteile sind und dass deren Mantellinien schräg zur Winkeltriebachse stehen.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausseren Flanken von zwei benachbarten Zähnen und eine ihrer Grundflächen mit einem ein konkaves Profil aufweisender Fräser gleichzeitig bearbeitet werden.

9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Be arbeitung mit einem Fräser, dessen Achse senkrecht zu einer durch die Achse des Winkeltriebes und dem Mittelpunkt zwischen zwei benachbarten Zähnen gebildeten Ebene steht und deren Abstand ron 4er Winkeltriebachse grosser ist als der Radius des Rades, erfolgt.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die "beiden Werkzeugträger in einem quer zum Werkstückträger beweglichen Schlitten in je zwei Kulissen gelagert sind, von denen die erste auf dem Schlitten in Richtung der Werkstückträgerachse und die zweite auf der ersten senkrecht zur Bewegungsrichtung der ersten und zur Bewegungsrichtung des Schlittens verstellbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kulisse eines der beiden Werkzeugträger auf einem Wagen verschiebbar ist, der gegenüber der ersten Kulisse um eine Achse drehbar ist, die parallel zur Bewegungsrichtung des Werkzeugträgerschlittens liegt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der Werk/zeuge p'arallel liegen.

13· Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugträger an-den beiden Eängsenden des Schlittens angeordnet sind.

I¹Ur: Paul Leo Glocker

Die Vertreter: BOVAKD & CIE

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