DE1115035B

DE1115035B - Coupling gear with spur teeth and its use in a device for measuring or setting an angle

Info

Publication number: DE1115035B
Application number: DEZ6614A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav Zieher
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 1958-04-22
Filing date: 1958-04-22
Publication date: 1961-10-12
Also published as: CH378606A

Description

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.Coupling gear with spur teeth and its use in one Device for measuring or setting an angle The invention relates to a Coupling gear with teeth running radially to the axis of rotation (front teeth) and its use in a device for accurately measuring or adjusting a Angle.

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.According to the invention, this gear wheel is characterized by at least one over part of its length cut out tooth gap bottom, such that the Teeth are elastic. The outer parts of the teeth are, for example, in the In contrast to the well-known gears, free in the air. The reason for the gap between the teeth can be be cut out in the middle, inner or outer part.

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.Gears with cut out on a part of the tooth gap base Teeth are known. These teeth are designed as half teeth, which along the The surface line of a cylinder run. The half-teeth reach over the one carrying them Cylinder addition, so that a second complementary gear is so inserted into the first it can be that both together result in a complete gear, with which now the teeth are no longer partially free in the air. This gear does not serve as a clutch gear, but as a teaching for splined shafts. The special training this teaching of two gear parts has therefore been taken so that the individual Parts can be rotated against each other. This changes the thickness of the each two complementary tooth parts formed teeth, so that the teaching for examination of grooves of various thicknesses can be used. The teeth of this doctrine are In contrast to our invention, not elastic because of such elasticity would falsify the measurement.

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.The gears according to the invention can be used with particular advantage Use in machines and devices that are used to set precise angles of rotation or read. Such a gear is in a second gear, for example the same type, can be engaged and disengaged, and both gears are against each other at will rotatable. You can in this way by turning one gear against the other a workpiece connected to the one gear at angular intervals from the Switch the size of the distance between two teeth. This type of angle switching has the advantage that it is very precise in contrast to the known devices.

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.It is well known that angles have been switched in such a way by the to rotating part was connected to a ring gear in which a drive spindle or a cogwheel handle. However, this angle adjustment was extremely inaccurate because the gears could not be manufactured with sufficient accuracy, so that when turning the gears there were transmission errors which, as Setting errors.

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.For this reason, z. B. with pitch circle machines, so where it is it is important to continue turning a pitch circle base body by the same angular intervals, in which graduation lines are to be introduced one after the other, this partial circle base body coupled with a multitude of springs into one, equal number of elevations Od. Like. Gripped the part to be adjusted. During this training they were wrong Positions of some of the elevations and feathers are compensated by the fact that the other feathers and elevations held the pitch circle base in the correct rotational position. To the Switching the pitch circle base body, all springs were on adjacent ones Elevations set. So the machine averaged all construction inaccuracies here of the elements for advancing the pitch circle base body, so that the total error became zero to a good approximation. With this machine very precise circle divisions could be achieved getting produced. However, the machine was very complicated in structure and accordingly expensive.

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.This disadvantage is eliminated by the invention by allowing for switching provides the aforementioned gears. These perform because of the intended elasticity of the teeth basically the same as the machines mentioned. However, they are simpler manufacturable than the springs mentioned.

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.The indexing of a workpiece or the like by certain angular intervals with the help of two gears to be coupled is known per se. However, there have been so far rigid, i.e. inelastic, teeth are used. It can be seen that wrong Position one of these teeth a side pressure on the engaging one gear is exercised, whereby a wrong rotational position is obtained.

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.One wants a device equipped with gears according to the invention Use for measuring angles in rough angle intervals or for the setting of certain coarse angles of rotation, then one gear is useful provided with an index and the other gear with a corresponding angular scale. "Coarse" does not mean that the angular rotation is imprecise, but rather This expression is intended to indicate that they are determined by the number of teeth No longer allow angular intervals to be subdivided, i.e. in the order of magnitude of degrees lie.

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.If you want to achieve a finer subdivision, for example for still more precise angle measurements, then the invention can also be used here with advantage if, in a further development of the same, the one gear wheel is one leg of a measuring jaw carries and against a second, corresponding, but fixed gear and individual tooth intervals can be rotated. The other leg of the measuring jaw or the second gear is then with the help of a micrometer, a worm gear or the like finely adjusted. Both twists together give the exact desired Angle value.

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.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown, namely Fig. 1 shows the top view of a gear wheel according to the invention with a larger part of the tooth gap base, Fig. 2 shows a section along the line 11-II of FIG. 1, Fig. 3 shows a section the line III-111 of FIG. 2, FIG. 4 shows the top view of a gear wheel according to the invention in which the teeth have been produced by the rolling process, FIG. 5 shows a section through an angle measuring device, FIG. 6 shows the top view of the device according to FIG. 5, FIGS. 7 and 8 each show a section through a toothed wheel with a tooth gap base cut out in the middle or inner part.

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.As can be seen from FIGS. 1 to 3 , the gear wheel 1 has teeth 2 which are known per se. However, parts of the tooth base 3 are cut out between the teeth 2 so that the teeth are only held together by the connecting webs numbered 4.

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.According to FIG. 4, the teeth 2 are slightly curved because they have been produced using the rolling process. The tooth base 3 is also cut out between these teeth, so that only the small webs 4 are left.

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.Figures 5 and 6 show gears according to Figures 1 to 4 in an angle measuring device. In ein.Grundkörper 10 , a gear 12 with the elastic teeth 13 is fixedly arranged. A gear 14 with corresponding, but here rigid teeth meshes with the gear 12. The gear 14 has a recess 15 in the interior, into which a ring 16 of a shaft 17 engages. The shaft 17 is displaceable in the axial direction so that the gear 14 can be lifted off the gear 12 and rotated. For this purpose, the shaft 17 has a thread 18 which engages in a mating thread 19 . The shaft 17 is also connected to a lever 20. If the lever 20 is moved, the shaft 17 is axially displaced by the threads 18, 19. The gear 14 carries a leg 21 of a measuring jaw. The other leg 22 is connected to a leaf spring 23 which can be bent in the axis 24 of the device. A screw drive 25 acts on the leg 22. An index 26 of the screw drive 25 indicates the size of the angle of rotation of the leg 22 on a scale 27. An index 28 shows the angle of rotation of this gearwheel on a scale 29 running around the gearwheel 14. Both angles together give the final value.

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.According to FIG. 7 , the middle part 30 is cut out . In contrast to FIG. 1, the teeth are now connected to one another by two webs 31 and 32 each.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel, bei dem die Zähne an ihrem äußeren Rand durch Stege 33 verbunden sind.FIG. 8 shows an example in which the teeth are connected at their outer edge by webs 33 .

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Coupling gear with teeth extending radially to the axis of rotation for measuring or adjustment purposes, characterized in that the tooth gap base is cut out over at least part of its length in such a way that the teeth are elastic.

2. clutch gear according to claim 1, characterized in that the tooth gap base is cut out on its central, inner or outer part. 3. Read machine for accurately adjusting or waste a rotation angle with one or two ZahniCädem according spoke 1, characterized in that the gear in a second gear, either of the same kind or mono- rigid teeth and can be disengaged and the two gears at will against each other is arranged rotatably. 4. Machine according to spoke 3, characterized in that one gear has an index and the other gear has a scale divided into angular values. 5. Winkeließeinrichtung with a gear according to claim 1, characterized in that the gear carries one leg of a measuring jaw and is arranged rotatable against a second, corresponding, fixed gear by individual tooth intervals and that the other leg of the measuring jaw or the second gear od by a micrometer . The like is finely adjustable. References considered: U.S. Patent No. 2561533.