DE2446172A1 - Involute gear teeth with varying form correction - produces teeth with longer arc of contact to reduce shock loading - Google Patents

Abstract

The invention is an extension of the method of correcting the tooth form of a pair of mating gears by increasing the dedendum of one gear with a corresponding reduction in the dedendum of the other gear. With the involute tooth form this can be done by feeding the gear cutter in more deeply in the one gear and less deeply in the other gear. The invention proposes a variable amount of correction across the width of the gear so that the gear wheel (1) has a conical periphery. The mating gear (2) is corrected in the opposite direction. If both wheels are corrected in the same direction, they can be used as bevel gears (2) and (3).

Description

Evolventen-Stirnradverzahnung Die Erfindung betrifft eine Evolventen-Stirnradverzahnung zwischen 2 miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern mit Provilverschiebung an dem Zahnprofil wenigstens eines der Räder. Der Begriff 'Verzahnung" soll hier im Sinne eines gegenseitigen Eingrqifens zweier Räder und nicht etwa im Sinne von Zahnprofil verstanden sein. Bekanntlich ist es bei dem Evolventen-Zahnprofil, das unempfindlich gegen Ungenauigkeiten des Abstandes der in Eingriff stehenden Räder ist, möglich, das Zahnprofil radial um ein gewisses Maß gegenüber dem Grundkreis zu verschieben. Diese Profilverschiebung wird bei der Fertigung des Zahnrades dadurch vorgenommen, daß das Werkzeug an der Verzahnungsmaschine gegenüber dem gedachten Grundzylinder an dem Werkstück radial verschoben wird und in dieser geänderten Relativlage zwischen Werkstück und Werkzeug das Zahnprofil eingearbeitet wird. Radial gegenüber dem Grundkreis nach außen gerichtete Pitofilverschiebungen werden positiv, radial nach innen gerichtete negativ gezählt.Involute spur gear teeth The invention relates to involute spur gear teeth between 2 meshing gears with provil displacement the tooth profile of at least one of the wheels. The term 'toothing' is intended here in In the sense of a mutual engagement of two wheels and not in the sense of a tooth profile be understood. It is well known that the involute tooth profile is insensitive against inaccuracies in the distance between the engaged wheels is possible, to shift the tooth profile radially by a certain amount compared to the base circle. This profile shift is carried out when the gear is manufactured that the tool on the gear cutting machine is opposite to the imaginary basic cylinder is shifted radially on the workpiece and in this changed relative position between Workpiece and tool the tooth profile is incorporated. Radial with respect to the base circle Outwardly directed Pitofil displacements become positive, and radially inwardly directed counted negatively.

Dimensionsmßig ist die Profilverschiebung eine Länge; sie wird üblicherweise als Bruchteil des Zahnmoduls, der ebenfalls eine Länge ist (Grundkreis-Durchmesser geteilt durch Zähnezahl) angegeben.In terms of dimensions, the profile shift is a length; it is common as a fraction of the tooth module, which is also a length (base circle diameter divided by the number of teeth).

Durch die Profilverschiebung wird die Zahnflankenkrümmung und die Breite des Zahnfußes geändert. Bei kleinen Zähnezahlen ist im übrigen eine gewisse Mindestprofilverschiebung zur Vermeidung eines Hinterschnittes am Zahnfuß erforderlich.Due to the profile shift, the tooth flank curvature and the Changed the width of the tooth root. In the case of small numbers of teeth, there is also a certain Minimum profile shift required to avoid an undercut at the tooth root.

Die Profilverschiebung wird wegen der geschilderten Veränderung der Zahnform in verschiedener Hinsicht zur Optimierung der Verzahnung herangezogen, zum Beispiel zurAnpassung an bestimmte vorgegebene Achsabstände, zur Erzielung einer bestimmten Zahnbruchsicherheit, zur Erzielung einer bestimmten maximalen Flächenpressung der Zahnflanken oder zur Erzielung bestimmter maximaler Relativgleitwerte der Zahnflanken.The profile shift is due to the change in the Tooth shape used in various ways to optimize the toothing, For example, to adapt to certain specified center distances, to achieve a certain tooth breakage safety, to achieve a certain maximum surface pressure of the tooth flanks or to achieve certain maximum relative sliding values of the tooth flanks.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Einlaufen eines neuen Zahnes in die Eingriffstrecke zu verbessern, derart, daß er nicht schlagartig, sondern allmählich durch die Zahnkräfte belastet wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Größe der Profilverschiebung über die Zahnbreite kontinuierlich geändert, vorzugsweise linear geändert wird.The object of the invention is to prevent a new tooth from running in to improve the distance of engagement, so that it does not suddenly, but gradually is loaded by the tooth forces. According to the invention, this object is achieved by that the size of the profile shift is continuously changing across the face width, is preferably changed linearly.

Bei bisher bekannten Zahnradeingriffen mit Profilverschiebung war der Wert der Profilverschiebung über die Breite - anders als vorliegend - konstant. Erfindungsgemäß wird die Profilverschiebung in einer neuen Weise zur Verbesserung eines Zahneingriffes herangezogen und zwar zur Beruhigung desZahneinlaufes und des allmählichen Auf- bzw. Abbaues derZhnbelastung.In previously known gear meshing with profile shift was the value of the profile shift across the width - unlike in the present case - is constant. According to the invention, the profile shift is improved in a new way a tooth engagement is used to calm the tooth run-in and the gradual build-up or decrease in the load on the teeth.

Zwar ist es bekannt, durch Verwendung von gegen die Umfangsrichtung schräg verzahnten Zahnrädern den Einlaufstoß zu mildern, diese Zahnräder erzeugen aber einen Axialschub, der unter Umständen unerwünscht ist und auch nicht immer durch die Anwendung einer 'ahmfeilung (Xpiegelbildliche Anordnung eines Zahnkranzpaares je Zahnrad) vermieden werden kann, zum Beispiel bei kleinen mauven Zahnrädern oder bei Schiebertïdern.Although it is known by using counter to the circumferential direction Helical-toothed gears to mitigate the inlet shock these gears generate but an axial thrust, which is sometimes undesirable and not always through the use of a 'ahmfilting (X mirror-image arrangement of a gear rim pair per gear) can be avoided, for example with small, mauve gears or for sliding doors.

Erfindungsgemäß ausgebildete geradverzahnte Zahnräder erzeugen trotz Abbau des Eingriffstoßes keinen Axialschub. Durch die kontinuierliche Veränderung der Profilverschiebung über der Zahnbreite verlaufen zwar die Zahnkopflinien und die Zanfußlinien auf Kegelflächen, die Verzahnungsgeometrie ist aber gleichwohl an einem Grundzylinder ausgerichtet. Die Zahnflanke eines erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnrades stellt nicht - wie üblich - ein achsparallel aus einer Evolventen-Fläche herausgenommenes Rechteck, sondern ein geneigt zur Achse des Grundzylinders aus einer Evolventen-Fläche herausgenommenes etwa flächengleiches und in Achsrichtung gleichlanges Parallelogramm dar. Durch die gegenüber der rechteckigen C Zahnflanke radial weiter nach außen ragende Ecke der parallelogrammfdrmigen Zahnflanke wird ein früher und allmählich in die Eingriffsstrecke einlaufender Zahnteil mit in Achsrichtung zunehmender tragender Zahnflankenbreite erzielt und umgekehrt wird durch die gegenüber der rechteckigen Zahnflanke radial weiter nach innenstehende Ecke der parallelogrammförmigen Zahnflanke ein später und allmählich aus der Eingriffsstrecke auslaufender Zahnflankenteil mit in Achsrichtung abnehmender tragender Zahnflankenbreite erzielt. Die Berührungslinie der Zahnflanken ist bei Verwendung gradverzahnter Stirnräder mit parallelen Drehachsen sowohl in Umfangsrichtung als auch radial gesehen parallel zur Zahnradachse ausgerichtet.Straight-toothed gears designed according to the invention generate despite Reduction of the engagement joint no axial thrust. Through continuous change of the profile shift over the face width, the tooth tip lines and the tooth root lines on conical surfaces, but the tooth geometry is nonetheless aligned on a basic cylinder. The tooth flank of one designed according to the invention The gear wheel does not represent - as usual - an axially parallel from an involute surface removed rectangle, but one inclined to the axis of the basic cylinder an involute surface removed approximately the same area and in the axial direction parallelogram of the same length. By the opposite of the rectangular C tooth flank the corner of the parallelogram-shaped tooth flank that protrudes radially further outwards a tooth part that enters the meshing path earlier and gradually with in the axial direction increasing load-bearing tooth flank width and vice versa is achieved by the opposite the rectangular tooth flank radially further inward corner of the parallelogram-shaped Tooth flank a tooth flank part which later and gradually expires from the meshing path achieved with a load-bearing tooth flank width that decreases in the axial direction. The line of contact the tooth flank is when straight-toothed spur gears with parallel axes of rotation are used as well as aligned in the circumferential direction as well as radially parallel to the gear axis.

Einerseits ist zur Erzielung eines möglichst allmählich verlaufenden Flankeneinlaufes eine möglichst große Anderung der Profilverschiebung wünschenswert, andererseits müssen Zahnfußhinterschneidungen bzw. Kopfzuspitzungen bis unterhalb die Kopflinie wenigstens in zu starkem Ausmaß vermieden werden.On the one hand, to achieve a gradual as possible As large a change in the profile shift as possible is desirable on the other hand, tooth root undercuts or pointed tips must be below the head line should be avoided at least to an excessive extent.

Ein gangbarer KompromiB kann dadurch erzielt werden, daß die Änderung der Profilverschiebung zwischen zwei auf unterschiedlicher Breitenkoordinate des Zahneingriffes liegenden Punkten bis zu 40 % des in Achsrichtung gemessenen Abstandes der beiden Punkte, vorzugsweise 8 bis 27 8 dieses Abstandes beträgt. Diese Prozentangaben können als die Steigung der geneigten Seitenlinien der obenerwähnten parallelogrammförmigen Zahnflanken gegenüber einer Mantellinie des Grundzylinders aufgefaßt werden. Die erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnräder haben äußerlich bei flüchtigem Hinsehen das Aussehen eines Kegelzahnrades mit schlankem Kegel.A viable compromise can be achieved by making the change the profile shift between two on different latitude coordinates of the Meshing points up to 40% of the distance measured in the axial direction of the two points, preferably 8 to 27 8 of this distance. These percentages can be called the slope of the inclined side lines of the above-mentioned parallelogram-shaped Tooth flanks are perceived opposite a surface line of the basic cylinder. the Gearwheels designed according to the invention have externally at a cursory glance the appearance of a bevel gear with a slim cone.

Meistens sind die Achsen von miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädeparallel zueinander angeordnet. In diesen Fällen muß die erfindungsgemäße Profilverschiebung an beiden Zahnrädern angebracht sein und zwar so, daß die Profilverschiebung über die Breite des Zahneingriffes an dem einen Zahnrad gegensinnig zu der an dem anderen Zahnrad geändert ist, dergestalt,, daß die Summe beider Profilverschiebungen unter Beachtung Ihres Vorzeichens für jede Breitenkoordinate des Zahneingriffes den gleichen Wert hat. Die Neigung der Zahnflanken sowie die Spitzen der die Zahnköpfe begrenzenden Kegel der beiden kämmenden Zahnräder sind einander entgegengerichtet. Die radiale Neigung der Zahnflanken ist an beiden Zahnrädern aus geometrischen Gründen bei der Parallellage der Zahnradachsen gleich groß.Most of the time, the axes of meshing gears are parallel arranged to each other. In these cases, the profile shift according to the invention be attached to both gears in such a way that the profile shift over the width of the meshing on one gear is opposite to that on the other Gear is changed in such a way, that the sum of both profile shifts below Pay attention to your sign for each latitude coordinate of the tooth meshing the same Has value. The inclination of the tooth flanks and the tips of the tooth tips delimiting The cones of the two meshing gears are opposite to each other. The radial Inclination of Tooth flank is geometric on both gears Reasons of the same size when the gear axles are in parallel.

Es lassen sich mit erfindungsgemäß ausgebildeten Zahnrädern gleichen Zahrunoduls verschiedene Arten von Zahnradtrieben zusammenstellen. Die radiale durch die Profilverschiebungs-nderung sich ergebende Neigung der miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder braucht nicht gleich groß zu sein. Es kann zum Beispiel die Neigung an einem Rad Null sein, das heißt ein Rad kann auch mit über der Breite konstanter Profilverschiebung oder mit gar keiner Profilverschiebung ausgebildet sein.The same can be done with gears designed according to the invention Zahrunoduls put together different types of gear drives. The radial through the profile shift change resulting inclination of the meshing with one another standing gears do not need to be the same size. For example it can be the The inclination of a wheel can be zero, which means that a wheel can also be wider than the width constant profile shift or with no profile shift at all be.

In den Fällen unterschiedlicher Neigung der -Zahnflanken des einen und des anderen der beiden zu einem Zahnradtrieb gepaartenZahnrädernentsteht ein Winkeltrieb mit geneigt zueinander angeordneten Achsen der Zahnräder, wobei sich der Achsneigungs-Winkel aus der Summe der Flankenneigungen beider Zahnräder ergibt. Hierbei kann sogar die radiale Neigung der Zahnflanken des einen Zahnrades der Zahnflankenneigung des anderen Zahnrades entgegengerichtet,aber dem Betrag nach verschieden sein. Der Achsneigungs-Winkel ergibt sich dann aus der Differenz der beiden radialen Zahnflankenneigungen. Die radiale Zahnflankenneigung ergibt sich nicht - wie bei konventionellen Kegelzahnradtrieben üblich - aus dem Übersetzungsverhältnis des Kegeltriebss,vielmehr läßt sich bei gleichem Zahnmodul jeder Raddurchmesser mit jedem anderen Raddurchmesser und unabhängig davon auch jede radiale Zahnflankenneigung mit jeder anderen Zahnflankenneigung paaren. In jedem Fall der Zahnräderpaarung ist aber aufgrund der erfingungsgemäßen Anderung der Profilverschiebung über der Verzahnungsbreite unter der Voraussetzung .ungleicher Prozentsätze der Änderung der Profilverschiebung an dem einen bzw. an dem anderen Zahnrad der Lingriffsstoß in der oben geschilderten Weise auch beim Winkeltrieb abgebaut. Der gegenseitige Achsneigungs-Winkel wird besonders groß, wenn die Profilverschiebung an beiden Zahnrädern gleichsinnig entlang der Verzahnungsbreite geändert ist. Es gibt einen sehr wichtigen Vorteil dieser Winkeltriebverzahnung, der auf fertigungstechnischem Gebiet liegt. Dieser Vorteil erklärt sich aus der einfachen Tatsache, daß es sich bei dem zu einem Winkeltrieb gepaarten Zahnrädernum echte Stirnräder handelt. Das heißt, die Zahnräder lassen sich auf den wesentlich einfacheren Stirnradmaschinen herstellen; Kegelradmaschinen sind demgegenüber wesentlich komplizierter-und teurer und eine Anschaffung unter bestimmten Bedingungen wirtschaftlich gar nicht vertretbar. Dieser kabulatorische Engpaß wirkte sich oft auf die Konstruktion aus, derart, daß Kegelzahnradtriebe tunlichst vermieden und soweit möglich,durch andere Möglichkeiten ersetzt wurden oder andere Konstruktionswege gesucht wurden. Aufgrund der Erfindung sind nun auch Winkelzahnradtriebe mit begrenztem Achsneigungs-Winkel unter der Verwendung von billigeren und leichter herstellbaren Stirnrädern möglich. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß alle derartigen "Kegelzahnräder" unabhängig von ihrer Zähnezahl mit allen anderen derartigen Kegelrädern ode Stirnrädern gleichen Zahnmoduls gepaart werden können.In the cases of different inclination of the tooth flanks of the one and the other of the two gearwheels paired to form a gearwheel drive a Angular drive with axes of the gears that are inclined to one another, whereby the axis inclination angle results from the sum of the flank inclinations of both gears. Here, even the radial inclination of the tooth flanks of one gear can reduce the tooth flank inclination of the other gear in the opposite direction, but differ in amount. Of the Axis inclination angle then results from the difference between the two radial tooth flank inclinations. There is no radial tooth flank inclination - as is the case with conventional bevel gear drives usual - from the transmission ratio of the bevel drive, rather it can be same tooth module every wheel diameter with every other wheel diameter and independently including every radial tooth flank inclination with every other tooth flank inclination mate. In any case, the gear pairing is due to the inventive Change of the profile shift over the tooth width under the prerequisite . unequal percentages of change in Profile shift on the one or the other gear the meshing joint in the one described above Way also reduced with the angle drive. The mutual axis inclination angle becomes especially large if the profile shift is in the same direction along both gears the toothing width is changed. There is a very important benefit to this Angular drive toothing, which is in the field of manufacturing technology. This advantage can be explained by the simple fact that it is an angular drive paired gears are real spur gears. That is, leave the gears produce on the much simpler spur gear machines; Bevel gear machines In contrast, they are much more complicated - and more expensive - and less expensive to buy certain conditions are not economically justifiable at all. This cabulatory Bottlenecks often had an effect on the construction, such that bevel gear drives Avoided as much as possible and, as far as possible, replaced by other options or other construction methods were sought. Due to the invention are now also Angle gear drives with limited axis inclination angle using cheaper and easier to manufacture spur gears possible. Another advantage is that all such "bevel gears" regardless of their number of teeth paired with all other such bevel gears or spur gears of the same tooth module can be.

Vielfach mag zu Gunsten der Möglichkeit, mit-Stirnrädern einen Winkelzahnradtrieb zusammenstellen zu können,auf den Vorteildes Stoßabbaus beim Zahneinlauf verzichtet werden. Zur Erzielung eines möglichst großen Achsneigungs-Winkels ist es dann zweckmäßig, die Profilverschiebung an beiden Zahnrädern mit dem gleichen Prozentsatz zu ändern. Der Eingriffsstoß kann im übrigen in diesen Fällen - falls erwünscht - durch die bekannte Maßnahme der Zahnschrägung in Umfangsrichtung abgebaut werden. Achsneigungs-Winkel bis zu 40 Grad lassen sich mit der erfindungsgemäßen Profilverschiebungs-iNnderung ohne weiteres herbeiführen.In many cases, an angled gear drive may be in favor of the possibility of using spur gears to be able to put together dispenses with the advantages of reducing the impact of the tooth run-in will. In order to achieve the largest possible axis inclination angle, it is then advisable to the profile shift on both gears with the same percentage to change. The engagement joint can in these cases - if desired - Are reduced by the known measure of the tooth bevel in the circumferential direction. Axis inclination angles of up to 40 degrees can be achieved with the profile shift change according to the invention without further ado.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre ist auch bei Zahnradtrieben sinnvoll, bei denen die Zähne in Umfangsrichtung geneigt angeordnet sind (chrägverzahnte Stirnräder), und zwar nicht nur - wie bereits erwähnt - beim Winkeltrieb, sondern auch beim Paralleltrieb. Bekanntlich wird bei der Schrägverzahnung durch die Schrägung der Zahnflanken gegen die Umfangsrichtung ein allmähliches Anwachsen der Länge der gegenseitigen Berührungslinie der Zahnflanken beim Einlaufen eines Zahnes in die Eingriffsebene erzielt. Hierbei verläuft die Berührungslinie sowohl in Umfangsrichtung als auch in radialer Richtung geneigt zur Zahnradachse. Die Berührungslinie verläuft gerade und die gedachte Verlängerung der Berührungslinie tangiert schräg dem ebenfalls zu denkenden Grundzylinder (Erzeugungsgerade). Um einen möglichs ruhigen und gleichmäßig belasteten Zahnradlauf zu erhalten, strebt man an, daß die Summe der Längen der Berührungslinien der im Eingriffsbereich befindlichen Zähne während des Durchlaufes des Zähne durch den Eingriffsbereich unverändert bleibt. Man hat in diesem Zusammenhang den Begriff der Sprungüberdeckung geprägt; der Wert dieser Bimensionslosen Größe wird bei vorgegebenen Zahnmodul durch die Zahnradbreite und durch die Neigung der Zähne gegen die Umfangsrichtung bestimmt. Ist die Sprungüberdeckung ganzzahlig, so ist die Summe der Berührungslinien ldngenmäßig konstant während des Zähne durchlaufes durch die Eingriffsstrecke; liegt sie zwischen zwei aufeinanderfolgenden ganzzahligen Werten, so ist die Kraftübertragung besonders unruhig, da die Summe der Beruhrungslängen zwischen zwei Extremwerten schwankt, die jedoch um so weniger weit auseinanderliegen, je größer die Sprungüberdeckung ist. Angestrebt ist daher bei der Auslegung der Verzahnung grundsätzlich ein ganzzahliger Wert der Sprungüberdeckung. Es gibt nun Fälle, bei denen sowohl die Zahnbreite als auch die Zahnschrägung durch andere Erfordernisse festgelegt sind, so daß dann in der Regel eine ganzzahlige Sprungüberdeckung nicht erzielt werden kann. In diesen Fällen kann die Erfindung eine gewisse Abhilfe schaffen, in dem die gegen die Umfangsrichtung schräg gestellten Zähne außerdem radial geneigt werden. Und zwar ist es ratsam, dann, wenn die Sprungüberdeckung von einem ganzzeiligen Wert etwas nach unten abweicht, die Profilverschiebung gleichsinnig mit der Neigung der Erzeugungsgeraden der treibenden bzw. der getriebenen Zahnflanken zu ändern. Diese Maßnahme wirkt sich praktisch im Sinne einer Erhöhung der Sprungüberdeckung aus.The teaching according to the invention can also be used for gear drives useful, where the teeth are inclined in the circumferential direction (helical toothed Spur gears), not only - as already mentioned - with the angle drive, but also with parallel drive. As is well known, the helical gearing is caused by the bevel of the tooth flanks against the circumferential direction a gradual increase in the length of the mutual contact line of the tooth flanks when a tooth runs into the Intervention level achieved. Here, the line of contact runs both in the circumferential direction as well as inclined in the radial direction to the gear axis. The line of contact runs straight and the imaginary extension of the line of contact is also tangential to this basic cylinder to be thought of (generation line). To be as calm and even as possible To get loaded gear run, one strives to be that the sum of the lengths of the Lines of contact of the teeth in the meshing area during the run of the teeth remains unchanged by the area of engagement. One has in this context coined the term jump coverage; the value of this bimensionless quantity is given by the gear width and the inclination of the Teeth determined against the circumferential direction. If the jump coverage is an integer, so is the sum of the lines of contact lengthwise constant during the teeth pass through the meshing path; it lies between two consecutive ones integer values, the power transmission is particularly restless because the sum the length of contact fluctuates between two extreme values, but this is all the less far apart, the greater the jump overlap. The aim is therefore When designing the gearing, an integer value of the jump overlap is always used. There are now cases where both the face width and the tooth bevel through other requirements are specified, so that then usually an integer Jump overlap cannot be achieved. In these cases the invention create a certain remedy in which the inclined against the circumferential direction Teeth are also inclined radially. In fact, it is advisable when the jump overlap deviates slightly downwards from a full-line value, the profile shift in the same direction with the inclination of the straight line generating the driving or driven tooth flanks to change. This measure has a practical effect in terms of increasing the jump coverage the end.

Umgekehrt ist es dann, wenn die Sprungüberdeckung von einem ganzzubligen Wert etwas nach oben abweicht, angezeigt, die Profilverschiebung gegensinnig mit der neigung der Erzeugungsgeraden der treibenden bzw. der getriebenen Zahnflanken zu ändern. Hierdurch wird im Ergebnis eine Verringerung der Sprungüberdeckung erzielt.It is the other way around when the jump overlap is complete Value deviates slightly upwards, the profile shift is displayed in the opposite direction the inclination of the straight line generating the driving or driven tooth flanks to change. As a result, a reduction in the jump coverage is achieved.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden noch kurz erläutert; dabei zeigt die Figur eine Zahnradkette aus drei hintereinander im Eingriff stehende Zahnräder mit erfindungsgemäßem Zahneingriff.The invention is based on an embodiment shown in the drawing briefly explained below; the figure shows a gear chain made up of three one after the other engaged standing gears with inventive Meshing.

Bei den dargestellten Zahnrädern handelt es sich um drei schrägverzahnte Stirnräder 1, 2 und 3 mit dem gleichen Schrägungs-Winkel p. Alle drei Zahnräder weisen aufgrund der Änderung der Profilverschiebung über die Zahnbreite eine kegelige Gestalt auf, sind aber keine Kegelzahnräder, sondern echte Stirnräder, daßålle Evolventen-Zahnflanken sich an einem Grundzylinder - am Zahnrad eins mit strichlierten Linien 4 angedeutet -und nicht an einem Kegel orientieren.The illustrated gears are three helical-toothed Spur gears 1, 2 and 3 with the same helix angle p. All three gears have a tapered profile due to the change in the profile shift across the face width Shape, but are not bevel gears, but real spur gears, that ålle involute tooth flanks on a basic cylinder - indicated with dashed lines 4 on the gear wheel -and not orientate on a cone.

Durch Heranfahren des Werkzeuges an den Grundzylinder während des Freiarbeitens derZahnlücken entlang der geneigten Fußlinie 5 entsteht ein Zahnrad mit kegeliger HüU-läche für die Zahnköpfe und mit entsprechender Begrenzungsfläche für die Zahnfüße.By approaching the tool to the basic cylinder during the A gear wheel is created by working the tooth gaps along the inclined base line 5 with a conical hollow surface for the tooth tips and with a corresponding boundary surface for the teeth feet.

Der Modul des Zahnprofils ändert sich aber dabei über der Zahnbreite nicht. Das Zahnflankenprofil ist an jedem Punkt der Zahnbreite anders gekrümmt und anders in radialer Hinsicht geneigt wie an- einem benachbarten Punkt der Zahnbreite. Dies rührt daher, daß für jeden Punkt der Zahnbreite ein anderes der Zahnhöhe entsprechendes Teilstück ein und derselben Evolvente für den Profilverlauf der Zahnflanke maßgebend ist. Aufgrund der radialen Neigung der Zahnflanken bzw. der Zähne taucht die eine Seite der Zahnflanke - in Dreitenerstreckung des Zahnes gesehen - früher in die Eingriffs strecke ein als die andere Seite. Das bedeutet, daß die üblicherweise rechteckige entlang der Eingriffsgeraden sich erstreckende'Eingriffsfläche bei den erfindungsgemäßen Zahneingriffen parallelograJuiformig gestaltet ist.The module of the tooth profile changes over the face width not. The tooth flank profile is curved differently at each point of the tooth width and inclined differently in the radial direction than at an adjacent point of the face width. This is due to the fact that for each point of the tooth width another one corresponding to the tooth height Part of one and the same involute is decisive for the profile course of the tooth flank is. Due to the radial inclination of the tooth flanks or the teeth, one of them emerges Side of the tooth flank - seen in the three-dimensional extension of the tooth - earlier in the Interventional stretch as the other side. That means that they usually rectangular engagement surface extending along the straight line of engagement in the Tooth engagement according to the invention is designed parallelograJuiformig.

Bei dem rniteinander in Eingriff stehenden Zahnradpaar 1 und 2 illit parallelen Achsen andern sich die Profilverschiebungs-Faktoren über die Zahnbreite hinweg gegensinnig zueinander, aber in gleichen Ausmaß; das heißt, es ist die Summe der Profilverschiebungs-Faktoren des einen und des anderen Zahnrades über die Zahnbreite hinweg Lon stant. Dies ist die Voraussetzung fur eine Parallellage der Rotationsachsen der beiden Zahnräder. ei deni anderen niteinander in Eingriff stehenden Zahnradpaar 2 und 3 sind die Profilverschiebungs-Faktoren zwar auch im gleichen Ausmaß, aber gleichsinnig über die Zahnbreite hinweg geändert. Hierdurch ergibt sich eine geneigte Anordnung der Rotationsachsen 7 und 8 der Zahnräder " und 3. Die Profilverschiebungs-Veränderung braucht nicht an beiden winklig miteinander käi:i'enden Rädern gleich groß oder nicht auf beide Räder verteilt zu sein. llierdurch würden sich natürlich geringere Achsneigungs-Winkel ergeben. Die Verzahnung braucht auch nicht schrägt angebracht zu sein.In the gear pair 1 and 2, which are in mesh with one another, illit parallel axes change the profile shift factors over the face width away in opposite directions to each other, but to the same extent; that is, it is the sum the profile shift factors of one and the other gear over the face width away Lon stant. This is the prerequisite for a parallel position of the axes of rotation of the two gears. ei the other pair of meshing gears 2 and 3 are the profile shift factors to the same extent, but changed in the same direction across the face width. This results in an inclined Arrangement of the axes of rotation 7 and 8 of the gears "and 3. The profile shift change does not need to be the same size or at an angle on both wheels not to be spread over both wheels. llier by doing this would of course be lower Axial inclination angle result. The toothing does not need to be attached at an angle to be.

Wie die eingezeichnete winkelhalbierende G zwischen den Rotationsachsen 7 und 8 deutlich macht, ist iw Fall einer gleichmäßigen Verteilung der Profilverschiebungs-Anderung auf beide winklig miteinander kämmenden Zahnrädern die Eingriffsebene 9 parallel zu der winkelhalbierenden 6 angeordnet. Die Eingrifisebene 9 enthalt nicit die gemeinsame Kegel spitze 10 der beiden in Eingriff stehenden Zahnräder. Dies ist auf die tatsache eines konstanten Zahnmodul dieser winklig im gegenseitigen Zahneingriff stehenden Verzahnung zurückzui'ühren. Diese Tatsache erlaubt es auch, unterschiedlich große modulgleiche Zahnrader beliebig miteinander in der Weise wie die Zahnrad der 2 und 3 zu kombinieren. Der Vorteil liegt hier auf einer fertigungsemä@igen Vereinfachung aufgrund der Verwendungsmöglichkeit von einfacheren Stirnzahnradmaschinen und aufgrund einer geringeren Typenvielfalt von "Megelzahnrädern; das Aussehen eines "Kegelzahnrades" ist nur noch vom Achsneigungs-Winkel und vom Zahnmodul, nicht aber auch - wie bisher üblich - von der-Größe des Gegenrades abhängig.Like the drawn bisector G between the axes of rotation 7 and 8 makes it clear, is essentially the case of a uniform distribution of the profile shift change the plane of engagement 9 parallel to both gears meshing at an angle arranged to the bisector 6. The level of intervention 9 does not contain the common one Conical tip 10 of the two meshing gears. This is down to the fact of a constant tooth module that is at an angle in mutual tooth engagement To bring back the gearing. This fact also allows them to be of different sizes gears of the same module with one another in the same way as the gears of FIGS 3 to combine. The advantage here is a simplification in terms of production due to the possibility of using simpler spur gear machines and due to a smaller variety of "Megel gears"; the look of a "bevel gear" is only from the axis inclination angle and from the tooth module, not but also - as usual - depends on the size of the mating gear.

Neben dem fertigungstechnische.n -Vorteil, Winkel-Zahnradtriebe mit Mirnzahnradmaschinen herstellen zu können, dem ruhigeren Zahnlauf und der Typenverringerung bei Winkeltrieb-Zahnrädern weisen erfindungsgemäße Zahnräder noch weitere Vorteile auf: Winkeltrieb-Zahnräder sind weniger einstellungsempfindlich als echte Kegelzahnräder mit über der Zahnbreite sich änderndem Zahnmodul, es braucht lediglich dafür gesorgt zu werden, daß die Achsen des Winkel triebes. in derselben Ebene liegen, nicht aber auch, daß sich die Kege;lspitzen- im selben Punkt auf der Achs-Entl stung der ebene treffen. Dank der erfindungsgemäßen Zahnräder von kxialkräften trotz eines ruhigen Zahnlaufes sind Schaltgetriebe wesentlich aidbSur herstellbar als mit der Verwendung von Schrägzahnrädern. Der Zahneingriff kann durch Axialverschiebung der Zahnräder relativ zu einander gelöst werden. Schaltkupplungen sind ebenso entbehrlich wie stabile Achsiallagerungen. Bei erfindungsgemäßen Zahnrädern kann der Zahneingriff spielfrei durch einfache axiale Versperrung des Zahneingriffes gemacht werden.In addition to the manufacturing technology advantage, angular gear drives with To be able to manufacture micro gear machines, the smoother tooth run and the type reduction In the case of angular drive gears, gears according to the invention have further advantages on: Angular drive gears are less sensitive to settings than real bevel gears with the tooth module changing across the face width, it just needs to be taken care of to become that the axes of the angle drove. lie in the same plane, but not also that the cone; oil tips are in the same point on the axis relief of the plane meet. Thanks to the gears according to the invention of axial forces despite a quiet Gearboxes are much easier to produce than with the use of gearboxes of helical gears. The meshing of the teeth can be achieved by axial displacement of the gears be solved relative to each other. Clutches are just as dispensable as stable axial bearings. In gear wheels according to the invention, the meshing of the teeth can be made backlash-free by simple axial locking of the tooth engagement.

Der Achaflstand der Zahnräder spielarmer oder -freier Zahneingriffe braucht bei Verwendung erfindungsgemäßer Zahnräder nicht so genau zu sein, wie bei der Verwendung konventioneller Stirnzahnräder.The Achaflstand of the gears with little or no backlash meshing does not need to be as accurate when using gears according to the invention as with the use of conventional spur gears.

Dank der spielfreien Einstellbarkeit des Zahneingriffes und wegen des allmählichen Zahneinlaufes in die Eingriffsstrecke trotz axialer Erstreckung der Zähne ist die erfindungsgemäße Verzahnung vorzüglich für die Verwendung an Zahnradpumpen geeignet. Diese Anwendung gibt einen ruhigen Pumpenlauf aufgrund einer stoßfreien Auffüllung der Zahnlücken. Quetschverluste gehen zurück und die Leckagen können wegen der Spielfreiheit kleiner sein.Thanks to the backlash-free adjustability of the tooth engagement and due to the gradual run-in of the teeth in the meshing path despite the axial extent of the teeth, the toothing according to the invention is ideal for use on gear pumps suitable. This application gives a smooth pump run due to a bumpless Replenishment the tooth gaps. Squeezing losses go back and the Leaks can be smaller because there is no backlash.

Die erfindungsgemäße Verzahnung kann auch auf Innen- oder Hohlradverzahnung angewandt werden.The toothing according to the invention can also be based on internal or internal gear teeth can be applied.

Claims (9)

AnsprücheExpectations (1.)- Evolventen-Stirnradverzahnung zwischen zwei miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern mit Profilverschiebung an dem Zahnprofil wenigstens eines der Räder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Größe der Profilverschiebung über die Zahnbreite kontinuierlich geändert, vorzugsweise linear geändert ist.(1.) - Involute spur gears between two meshed with each other stationary gears with profile shift on the tooth profile of at least one of the Wheels, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the size of the profile shift is continuously changed over the tooth width, preferably changed linearly. 2. Verzahnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Änderung der Profilverschiebung zwischen zwei auf unterschiedlicher Breitenkoordinate des Zahneingriffes liegenden Punkten bis zu 40 % des in Achsrichtung gemessenen Abstandes der beiden Punkte, vorzugsweise 8 bis 27 % dieses Abstandes beträgt.2. Tooth according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the change in profile shift between two on different Width coordinate of the meshing point up to 40% of that in the axial direction measured distance between the two points, preferably 8 to 27% of this distance amounts to. 3. Verzahnung nach Anspruch 1 oder 2 mit parallel zueinander angeordneten Drehachsen der Zahnräder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Profilverschiebung über die Breite des Zahneingriffes an dem einen Zahnrad (1) gegensinnig zu der an dem anderen Zahnrad (2) geändert ist, dergestalt, daß die Summe beider Profilverschiebungen unter Beachtung ihres Vorzeichens für jede Breitenkoordinate des Zahneingriffes den gleichen Wert hat.3. Tooth according to claim 1 or 2 with arranged parallel to each other Axes of rotation of the gears, that is, the profile shift Over the width of the tooth engagement on one gear (1) in the opposite direction to that on the other gear (2) is changed in such a way that the sum of the two profile shifts taking into account their sign for each latitude coordinate of the tooth meshing has the same value. 4. Verzahnung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Drehachsen (7 und 8) der Zahnräder (2 und 3) inan sich bekannter Weise geneigt zueinander angeordnet sind und daß die Profilverschiebung an beiden Zahnrädern (2 und 3) gleichsinnig entlang der Verzahnungsbreite geändert ist.4. Tooth according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the axes of rotation (7 and 8) of the gears (2 and 3) are known per se Way inclined are arranged to each other and that the profile shift changed on both gears (2 and 3) in the same direction along the toothing width is. 5. Verzahnung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Zähne beider Zahnräder inan sich bekannter Weise rechtwinklig zur Umfangsrichtung angeordnet sind.5. Tooth according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the teeth of both gears are at right angles in a manner known per se are arranged to the circumferential direction. 6. Verzahnung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e -k e n z e i c h n e t , daß die Zähne beider Zahnräder in sich bekannter Weise geneigt zur Umfangsrichtung angeordnet sind.6. Tooth according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e -k e nze e i c h n e t that the teeth of both gears are inclined in a known manner Are arranged circumferentially. 7. Verzahnung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t > daß die Profilverschiebung gleichsinnig mit der Neigung der Erzeugungsgeraden der treibenden bzw.7. Tooth according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t> that the profile shift is in the same direction as the inclination of the straight line the driving resp. der getriebenen Zahnflanken geändert ist. the driven tooth flanks is changed. 8. Verzahnung nach.Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Profilverschiebung gegensinnig mit der Neigung der Erzeugungsgeraden der treibenden bzw.8. Toothing according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the profile shift runs in the opposite direction with the inclination of the straight line the driving resp. der getriebenen Zahnflanken geändert ist. the driven tooth flanks is changed. 9. Verzahnung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Profilverschiebung an beiden Zahnrädern mit dea gleichen Prozentsatz geändert ist.9. Tooth according to claim 3 or 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the profile shift on both gears is the same with dea Percentage is changed.