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Kupplungszahnrad mit Stirnverzahnung und seine Verwendung in einer
Vorrichtung zum Ausmessen oder Einstellen eines Winkels Die Erfindung betrifft ein
Kupplungszahnrad mit zur Drehachse radial verlaufenden Zähnen (Stimverzahnung) und
seine Verwendung in einer Vorrichtung zum genauen Ausmessen oder Einstellen eines
Winkels.
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Dieses Zahnrad zeichnet sich erfindungsgemäß durch einen wenigstens
über einen Teil seiner Länge ausgestochenen Zahnlückengrund aus, derart, daß die
Zähne elastisch sind. Die äußeren Teile der Zähne stehen also beispielsweise im
Gegensatz zu den bekanntenZahnrädern frei in derLuft. DerZahnlückengrund kann hierbei
im mittleren, inneren oder äußeren Teil ausgestochen sein.
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Zahnräder mit auf einem Teil des Zahnlückengrundes ausgestochenen
Zähnen sind bekannt. Diese Zähne sind als Halbzähne ausgebildet, welche längs der
Mantellinie eines Zylinders verlaufen. Die Halbzähne reichen bis über den sie tragenden
Zylinder hinaus, so daß ein zweites komplementäres Zahnrad derart in das erste gesteckt
werden kann, daß beide zusammen ein vollständiges Zahnrad ergeben, bei dem jetzt
die Zähne nicht mehr teilweise frei in der Luft stehen. Dieses Zahnrad dient nicht
als Kupplungszahnrad, sondern als Lehre für Nutenwellen. Die besondere Ausbildung
dieser Lehre aus zwei Zahnradteilen ist deshalb getroffen worden, damit die einzelnen
Teile gegeneinander verdreht werden können. Hierbei ändert sich die Dicke der aus
jeweils zwei komplementären Zahnteilen gebildeten Zähne, so daß die Lehre zur Prüfung
von Nuten verschiedenster Dicke verwendet werden kann. Die Zähne dieser Lehre sind
im Gegensatz zu unserer Erfindung nicht elastisch, weil eine solche Elastizität
die Messung verfälschen würde.
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Die erfindungsgemäßen Zahnräder lassen sich mit besonderem Vorteil
in Maschinen und Geräten verwenden, welche dazu dienen, genaue Drehwinkel einzustellen
oder abzulesen. Ein solches Zahnrad ist in ein zweites Zahnrad, beispielsweise der
gleichen Art, ein- und ausrastbar, und beide Zahnräder sind nach Belieben gegeneinander
verdrehbar. Man kann auf diese Weise durch Drehen des einen Zahnrades gegen das
andere ein mit dem einen Zahnrad verbundenes Werkstück um Winkelintervalle von der
Größe des Abstandes zweier Zähne weiterschalten. Diese Art der Winkelschaltung hat
den Vorteil, daß sie im Gegensatz zu den bekannten Geräten sehr genau ist.
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Bekanntlich hat man Winkel bisher derart geschaltet, indem das zu
drehende Teil mit einem Zahnkranz verbunden wurde, in den eine Antriebsspindel oder
ein Zahnradgetriebe griff. Diese Winkeleinstellung war jedoch äußerst ungenau, weil
die Zahnräder nicht mit der genügenden Genauigkeit hergestellt werden konnten, so
daß sich beim Drehen der Zahnräder übertragungsfehler ergaben, welche, sich als
Einstellfehler auswirkten.
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Man hat aus diesem Grunde, z. B. bei Teilkreismaschinen, wo es also
darauf ankommt, einen Teilkreisgrundkörper um jeweils gleiche Winkelintervalle weiterzudrehen,
in welchen nacheinander Teilstriche eingebracht werden sollen, diesen Teilkreisgrundkörper
mit einer Vielzahl von Federn gekuppelt, in die eine, gleiche Zahl von Erhebungen
od. dgl. des zu verstellenden Teiles griffen. Bei dieser Ausbildung wurden falsche
Lagen einiger der Erhebungen und Federn dadurch kompensiert, daß die weiteren Federn
und Erhebungen den Teilkreisgrundkörper in der richtigen Drehstellung hielten. Zum
Weiterschalten des Teilkreisgrundkörpers wurden sämtliche Federn auf benachbarte
Erhebungen gesetzt. Die Maschine mittelte also hier sämtliche konstruktiven Ungenauigkeiten
der Elemente zum Weiterschalten des Teilkreisgrundkörpers, so daß der Gesamtfehler
mit guter Näherung Null wurde. Mit dieser Maschine konnten sehr genaue'Kreisteilungen
hergestellt werden. Die Maschine war jedoch im Aufbau sehr kompliziert und dementsprechend
teuer.
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Diesen Nachteil beseitig ,t die Erfindung, indem sie für das Weiterschalten
die genannten Zahnräder vorsieht. Diese leisten wegen der vorgesehenenElastizität
der Zähne im Prinzip dasselbe wie die genannten Maschinen. Sie sind jedoch einfacher
hersteRbar als die genannten Federn.
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Das Weiterschalten eines Werkstückes od. dgl. um bestimmte Winkelintervalle
mit Hilfe zweier zu kuppelnder Zahnräder ist an sich bekannt. Es wurden jedoch bisher
starre, also unelastische Zähne verwendet. Es ist ersichtlich, daß bei falscher
Lage eines dieser Zähne ein seitlicher Druck auf das einrastende
Zahnrad
ausgeübt wird, wodurch eine falsche Drehlage erhalten wird.
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Will man ein mit Zahnrädern gemäß der Erfindung ausgerüstetes Gerät
für die Ausmessung von Winkeln in grobenWinkelintervallen verwenden oder auch für
die Einstellung bestimmter grober Drehwinkel, dann wird zweckmäßig das eine Zahnrad
mit einem Index und das andere Zahnrad mit einer entsprechenden Winkelskala versehen.
Hierbei wird unter »grob« nicht verstanden, daß die Winkeldrehung ungenau ist, sondern
mit diesem Ausdruck soll angedeutet werden, daß sich die durch dieZähnezahl bestimmten
Winkelintervalle nicht mehr unterteilen lassen, also etwa in Größenordnung von Graden
liegen.
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Will man eine feinere Unterteilung erreichen, beispielsweise für noch
genauere Winkelmessungen, dann kann auch hier die Erfindung mit Vorteil angewendet
werden, wenn in Weiterbildung derselben das eine Zahnrad einen Schenkel eines Meßschnabels
trägt und gegen ein zweites, entsprechendes, jedoch fest angeordnetes Zahnrad und
einzelne Zahnintervalle verdrehbar ist. Der andere Schenkel des Meßschnabels oder
das zweite Zahnrad wird dann mit Hilfe einer Meßschraube, eines Schneckengetriebes
od. dgl. fein verstellt. Beide Drehungen zusammen geben den gewünschten genauen
Winkelwert.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. 1 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Zahnrad mit
im größeren Teil ausgestochenem Zahnlückengrund, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie
11-II der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-111 der Fig.
2, Fig. 4 die Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Zahnrad, bei dem die Zähne im
Abwälzverfahren hergestellt worden sind, Fig. 5 einen Schnitt durch eine
Winkelmeßeinrichtung, Fig. 6 die Draufsicht auf das Gerät nach Fig.
5,
Fig. 7 und 8 je einen Schnitt durch ein Zahnrad mit im mittleren
bzw. inneren Teil ausgestochenem Zahnlückengrund.
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Wie aus den Fig. 1 bis 3 zu erkennen ist weist das Zahnrad
1 an sich bekannte Zähne 2 auf. Zwischen den Zähnen 2 sind jedoch Teile des
Zahngrundes 3
ausgestochen, so daß die Zähne nur noch durch die mit 4 beziffertenVerbindungsstege
zusammengehalten werden.
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Gemäß Fig. 4 sind die Zähne 2 leicht gekrümmt, weil sie im AbwÜlzverfahren
hergestellt worden sind. Auch zwischen diesen Zähnen ist der Zahngrund
3
ausgestochen, so daß nur die kleinen Stege 4 übriggeblieben sind.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen Zahnräder nach den Fig.
1
bis 4 in einerWinkelmeßeinrichtung. In einem.Grundkörper 10 ist ein
Zahnrad 12 mit den elastischen Zähnen 13 fest angeordnet. Ein Zahnrad 14
mit entsprechenden, hier jedoch starren Zähnen greift in das Zahnrad 12 ein. Das
Zahnrad 14 hat im Innern eine Eindrehung 15, in die ein Ring 16 einer
Welle 17
greift. Die Welle 17 ist in axialer Richtung verschiebbar,
so daß das Zahnrad 14 vom Zahnrad 12 abgehoben und verdreht werden kann. Die Welle
17 weist hierfür ein Gewinde 18 auf, -welches in ein Gegengewinde
19 greift. Die Welle 17 ist ferner mit einem Hebel 20 verbunden. Bewegt
man den Hebel 20, so wird die Welle 17 durch die Gewinde 18, 19 axial
verschoben. Das Zahnrad 14 trägt einen Schenkel 21 eines Meßschnabels. Der andere
Schenkel 22 ist mit einer Blattfeder 23 verbunden, die in der Achse 24 der
Vorrichtung knickbar ist. Auf den Schenkel 22 wirkt ein Schraubentrieb
25. Ein Index 26 des Schraubentriebes 25 zeigt auf einer Skala
27 die Größe des Drehwinkels des Schenkels 22 an. Ein Index 28 zeigt
auf einer um das Zahnrad 14 laufenden Skala 29 den Drehwinkel dieses Zahnrades
an. Beide Winkel zusammen ergeben den Endwert.
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Gemäß Fig. 7 ist der mittlere Teil 30 ausgestochen.
Die Zähne sind jetzt im Gegensatz zu Fig. 1 durch jeweils zwei Stege
31 und 32 miteinander verbunden.
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Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem die Zähne an ihrem äußeren
Rand durch Stege 33 verbunden sind.