DE69207944T2

DE69207944T2 - Schneckenrad zum Eingriff in eine Zahnstange

Info

Publication number: DE69207944T2
Application number: DE1992607944
Authority: DE
Inventors: Stefani Vincenzo De
Original assignee: MG Mini Gears SpA
Current assignee: MG Mini Gears SpA
Priority date: 1991-05-10
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1996-06-05
Anticipated expiration: 2012-05-01
Also published as: DE69207944D1; ITPD910040U1; ES2085513T3; DE512407T1; IT225457Y1; EP0512407A1; ITPD910040V0; EP0512407B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Schneckenrad, das für den Eingriff in eine Zahnstange geeignet ist.
Schneckenrad/Zahnrad-Kupplungen sind bekannt und werden auf verschiedenen mechanischen Gebieten vielseitig zur Anwendung gebracht.
Das Schneckenrad hat üblicherweise einen oder mehrere Ganganfänge, d.h., ist durch einen oder mehrere zueinander benachbarte schraubenförmige Schnekkenzähne gebildet.
Bei dieser Art des Verzahnungseingriffes sind die Zähne des Zahnrades dauernd in Eingriff mit dem Schneckenzahn der Schnecke.
Eine besondere Art einer Schneckenrad/Zahnrad-Kupplung ist durch ein Schnekkenrad gebildet, das mit einer Zahnstange in Eingriff ist, welche im wesentlichen als Zahnrad mit einem unendlichen Teilkreisdurchmesser betrachtet werden kann.
In diesem Falle sind jedoch die Zähne der Zahnstange nicht dauernd in Eingriff mit dem Schneckenzahn des Schneckenrades.
Es ist auch bekannt, daß jeder Schneckenzahn des Schneckenrades einen axialen Querschnitt besitzt, der im wesentlichen konstant ist, nach Maßgabe üblicher Bearbeitungstoleranzen.
Dies verursacht Stöße am Beginn des Ineinandergreifens der Zähne der Zahnstange mit dem entsprechenden Eintrittsende des Schneckenzahnes des Schnekkenrades, sowohl bei rechtsläufiger Drehung als auch bei linksläufiger Drehung.
Das Auftreten dieser Stöße bildet ein wesentliches Problem für diese Art von Kupplungen, insbesondere bei Anwendungen, bei denen eine ruhige Kraftübertragung zu den wesentlichen Erfordernissen zählt.
Auch erübrigt es sich, die Möglichkeit zu erwähnen, daß die Verzahnung im Laufe der Zeit aufgrund dieses nicht-fortlaufenden Eingriffes beschädigt oder zerstört werden kann.
Aus der GB-A-2 089 929 ist auch eine Vorschubvorrichtung bekannt, die eine Mehrzahl teleskopartig ausziehbarer Arme besitzt, die sämtliche in Antriebsverbindung mit einem zugeordneten Schraubenmutterglied sind, welche wiederum mittels einer einzigen, drehbaren Schraubenspindel antreibbar sind. Um mögliche Abweichungen des Abstandes der benachbarten Mutterglieder, die auf der Spindel angetrieben sind, zulassen zu können, hat ein Gewindeabschnitt an jedem Ende der Spindel eine oder mehrere Gewindeflanken, die gegenüber den Flanken des Grundgewindes um einen Betrag zurückgenommen sind, welcher gegen die Mitte der Länge der Spindel hin abnimmt, wobei die verringerte Länge der Flanken in die Grund-Flankenlänge übergeht.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schneckenrad für den Eingriff in eine Zahnstange zur Verfügung stellen, dessen Bauweise die oben bei den bekannten Typen beschriebenen Probleme eliminiert.
Eine dementsprechende primäre Aufgabe besteht darin, ein Schneckenrad zur Verfügung zu stellen, dessen besondere Bauweise mit üblichen Maschinen und Einrichtungen erhalten werden kann.
Eine nicht unbedeutende Aufgabe ist es, das Anwendungsgebiet von Schnekkenrad/Zahnstangen-Kupplungen auszudehnen, das bislang durch die oben erwähnten Probleme eingeengt war. Dieses Ziel, diese und andere Aufgaben, wie sie nachstehend ersichtlich werden, werden durch ein Schneckenrad für den Eingriff in eine Zahnstange erreicht, wie es in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
Weitere Eigenarten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der ins einzelne gehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles derselben, das lediglich als nicht beschränkendes Beispiel in den begleitenden Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Eingriffes eines Schneckenrades gemäß der Erfindung mit einer Zahnstange ist;
Fig. 2 ein Schnitt des Schneckenrades längs der Ebene II - II von Fig. list;
Fig. 3 ein vergrößerter Schnitt längs der Ebene III - III von Fig. 2 ist;
Fig. 4 ein vergrößerter Schnitt längs der Ebene IV - IV von Fig. 2 ist;
Fig. 5 ein vergrößerter Schnitt längs der Ebene V - V von Fig. 2 ist;
Fig. 6 ein vergrößerter Schnitt längs der Ebene VI - VI von Fig. 2 ist;
Fig. 7 ein vergrößerter Schnitt eines Schneckenzahnes ist.
In den obigen Figuren, auf die Bezug genommen wird, ist ein Schneckenrad gemäß der Erfindung mit der Bezugszahl 1 bezeichnet und mit einer Zahnstange in Eingriff, die als Ganzes mit der Bezugszahl 2 bezeichnet ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Schneckenrad einen einzigen Ganganfang auf, kann jedoch bei anderen Ausführungsformen in üblicher Weise eine Mehrzahl von Ganganfängen besitzen.
Gemäß der Erfindung sind die Enden 3 und 4 des Schneckenzahnes 5 des Schneckenrades 1, von denen jedes die Abschnitte des anfänglichen Eingriffs für jede der zwei Drehrichtungen bildet, verjüngt.
Die Verjüngung erstreckt sich günstigerweise über einen Winkelabschnitt, der vorzugsweise etwa 90º mißt, und bezieht sich insbesondere auf beide Seiten 6 und 7 des Schneckenzahnes 5.
Die früher erwähnten Figuren 3 bis 6 zeigen verschiedene Querschnitte des Schneckenzahnes 5, gezeichnet an in gleichen Winkelabschnitten voneinander befindlichen Stelen des Endes 3 des Schneckenzahnes 5.
Beim Beispiel eines Schneckenzahnes 5, dessen Breite im Zentrabereich auf dem Teilkreisdurchmesser 2,51 mm beträgt, steigt die genannte Breite von einem Anfangswert von 2,45mm nach 30º auf 2,47mm an, nach weiteren 30º auf 2,49mm an und nach weiteren 30º auf 2,51 mm an.
Der Bezug der Breitenmessung ist in Fig. 3 bis 6 durch die Maßlinien angegeben.
Bei dieser Verjüngung kommen die Endabschnitte 3 und 4, wenn sie gemäß der Drehrichtung die anfänglichen Eingriffsteile bilden, mit den Zähnen der Zahnstange 2 sanft in Eingriff, ohne daß Stöße verursacht werden.
Es sollte an dieser Stelle betont werden, daß die Bearbeitung, welche jede der Seiten 6 und 7 an den Enden 3 und 4 erhalten muß, obgleich sie mit numerisch gesteuerten Maschinen ausführbar ist, äußerst anspruchsvoll ist, weil die Anderung des Schnittprofils jeder Seite relativ zu seiner Mittenachse den Umstand in Rechnung ziehen muß, daß die Position der genannten Mittenachse sich längs der Schraubenlinie, welche den Schneckenzahn erzeugt, verändert.
In der Praxis wurde beobachtet, daß die Erfindung dem erst rebten Ziel und den Aufgaben gerecht geworden ist.
In der Praxis können die verwendeten Werkstoffe sowie Abmessungen je nach Erfordernissen gewählt sein.
Soweit technische Merkmale, die in irgendeinem Anspruch erwähnt sind, mit Bezugszeichen versehen sind, sind diese Bezugszahlen lediglich für den Zweck eingefügt, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu verbessern, und derartige Bezugszeichen haben demensprechend keinerlei beschränkende Wirkung auf den Bereich jeden Elementes, welches beispielhaft durch solche Bezugszeichen bezeichnet ist.

Claims

1. Schnecken rad (1) für den Eingriff in eine Zahnstange (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Querschnitts des Schneckenzahnes (5), in einer die Achse des Schneckenrades (1) enthaltenden Ebene zwischen den Zahnflanken des Schneckenzahns (5) auf dem Teilkreisdurchmesser und auf jedem anderen Durchmesser gemessen, gegen jedes axiale Ende (3, 4) des Schneckenzahns (5) des Schneckenrades (1) hin fortschreitend schmäler wird.

2. Schneckenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen jedes axiale Ende (3, 4) des Schneckenzahnes (5) hin fortschreitende Verschmälerung des Querschnittes des Schneckenzahnes (5) sich über einen Winkelabschnitt von vorzugsweise 90º erstreckt.

3. Schneckenrad nach einem oder mehreren der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Breite des Querschnitts des Schneckenzahnes (5) mit der Winkeosition der Querschnittsebene linear abnimmt.