DE10063871A1 - Aus zwei kämmenden Zahnrädern gebildetes Getriebe und Zeigerinstrument mit einem solchen - Google Patents

Abstract

Ein aus zwei ineinander kämmenden Zahnrädern (5, 6) gebildetes Getriebe (7) hat Mittel zur Aufhebung des Spiels zwischen den Zahnrädern (5, 6). Hierzu hat eines der beiden Zahnräder (5, 6) die Form eines Kegelrades und Zähne in Form von den Kegelmantel bildenden, federnden Fingern (8), die sich von einer Stirnseite des Zahnrades (5) zur anderen Stirnseite in Radialrichtung schräg nach außen erstrecken und mit radialer Vorspannung in das andere Zahnrad (6) eingreifen, indem der Achsabstand der beiden ineinander kämmenden Zahnräder (5, 6) geringer ist als die Summe ihrer beiden Teilkreisradien im entspannten Zustand des die Finger (8) aufweisenden Zahnrades (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein aus zwei ineinander kämmenden Zahnrädern gebildetes Getriebe, welches Mittel zur Aufhe­ bung des Spiels zwischen den Zahnrädern aufweist. Weiter­ hin betrifft die Erfindung ein Zeigerinstrument mit einem solchen Getriebe.

Zur Erzeugung einer Spielfreiheit stehen dem Fachmann verschiedene Möglichkeiten zur Verfügung. Gebräuchlich ist es, ein Zahnrad aus zwei aufeinander liegenden, ge­ meinsam in ein Gegenzahnrad eingreifenden Zahnrädern zu bilden und diese aufeinander liegenden Zahnräder durch eine Feder relativ zueinander zu verdrehen. Ebenfalls be­ kannt ist es, ein Zahnrad in Radialrichtung geringfügig verschieblich auf der das Zahnrad tragenden Welle anzu­ ordnen und den Achsabstand der beiden Zahnradpaare ge­ ringfügig geringer zu wählen als die Summe der beiden Teilkreisradien beider Zahnräder. Eine weitere bekannte Möglichkeit der Erzeugung einer Spielfreiheit liegt dar­ in, ein Zahnrad als Kegelrad auszubilden und in Axial­ richtung verschieblich vorzuspannen. Es rutscht dann stets so weit in Axialrichtung, bis es spielfrei in das Gegenzahnrad eingreift.

Die bekannten Mittel zur Erzeugung einer Spielfreiheit von ineinander greifenden Zahnradpaaren haben den Nach­ teil, dass sie relativ kompliziert sind und hohen Monta­ geaufwand erfordern. Weiterhin erhöht sich durch sie das Gewicht des aus ihnen gebildeten Getriebes, was bei Ver­ wendung des Getriebes in einem Zeigerinstrumenten zu ei­ ner meist unerwünschten Erhöhung der Trägheit des Zeiger­ instrumentes führt.

Zeigerinstrumente mit einem spielfreien Getriebe werden beispielsweise in heutigen Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind allgemein bekannt. Oftmals werden dabei die beiden Zeigerantriebe räumlich hintereinander angeordnet, so dass sie beide unmittelbar eine der beiden koaxialen Zei­ gerwellen antreiben können. Aus Platzgründen ist es häu­ fig jedoch erforderlich, die Zeigerantriebe nebeneinander vorzusehen. Dann muss man mittels eines aus zwei Zahnrä­ dern bestehenden Getriebes die als Hohlwelle ausgebildete Zeigerwelle von der Welle des einen Zeigerantriebs an­ treiben. Das Getriebe sollte dann so gestaltet sein, dass es möglichst wenig Spiel hat.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Getriebe der vorstehenden Art zu entwickeln, welches möglichst einfach aufgebaut und rasch zu montieren ist und zuver­ lässig eine Spielfreiheit gewährleistet. Weiterhin soll ein Zeigerinstrument mit einem solchen Getriebe geschaf­ fen werden.

Das erstgenannte Problem wird erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, dass eines der beiden Zahnräder Zähne in Form von federnden Fingern aufweist, die in das andere Zahnrad eingreifen.

Ein solches Getriebe ist sehr einfach aufgebaut und benö­ tigt genau wie ein entsprechendes Getriebe ohne Mittel zur Erzeugung der Spielfreiheit lediglich zwei Zahnräder. Diese brauchen bei der Montage nicht eingestellt zu wer­ den, vielmehr genügt es, wenn beide Zahnräder auf übliche Weise auf ihrer jeweiligen Welle befestigt werden.

Eine sichere Spielfreiheit unter allen Betriebsbedingun­ gen kann dadurch erreicht werden, dass der Achsabstand der beiden ineinander kämmenden Zahnräder geringer ist als die Summe ihrer beiden Teilkreisradien im entspannten Zustand des die Finger aufweisenden Zahnrades.

Besonders einfach ist das Federn der jeweils einen Zahn bildenden Finger zu erreichen, wenn das Zahnrad mit den federnden Fingern die Form eines Stirnrades hat, dessen Außenmantelfläche kegelig ausgebildet ist und dessen in­ nerer Bereich eine kegelstumpfförmige Ausnehmung auf­ weist.

Kostenmäßig besonders günstig ist es, wenn gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung das Zahnrad mit den federnden Fingern aus einem elastischen Kunststoff be­ steht.

Das zweitgenannte Problem, nämlich die Schaffung eines Zeigerinstrumentes mit einer als Hohlwelle ausgebildeten, einen Zeiger tragenden Zeigerwelle, die koaxial zu einer weiteren, ebenfalls einen Zeiger tragenden Zeigerwelle angeordnet ist, und bei dem die beiden Zeigerwellen je­ weils mit einem Zeigerantrieb versehen sind, von denen ein Zeigerantrieb koaxial zu einer Zeigerwelle und der andere mit Abstand dazu parallel zu der Zeigerwelle ange­ ordnet und durch ein aus zwei Zahnrädern bestehendes Ge­ triebe mit der als Hohlwelle ausgebildeten Zeigerwelle verbunden ist, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eines der beiden Zahnräder federnde Finger aufweist, die in das andere Zahnrad eingreifen.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Zeigerin­ strumentes mit dem erfindungsgemäßen Getriebe,

Fig. 2 eine Prinzipskizze des Getriebes.

Die Fig. 1 zeigt zwei nebeneinander angeordnete und bei­ spielsweise als Schrittmotor oder Messwerk ausgebildete Zeigerantriebe 1, 2, die jeweils zum Antrieb eines Zei­ gers 3, 4 dienen. Weiterhin sieht man in Fig. 1 zwei Zahnräder 5, 6, die zusammen ein Getriebe 7 bilden. Das Zahnrad 5 hat als Zähne schräg nach außen gerichtete, fe­ dernde Finger 8, so dass es einem Kegelrad ähnlich er­ scheint. Diese Finger 8 greifen in die Verzahnung des Zahnrades 6 ein.

In Fig. 2 wird gezeigt, dass der Zeigerantrieb 1 unmit­ telbar eine Zeigerwelle 9 antreibt, auf deren freiem Ende der Zeiger 4 befestigt ist. Eine zweite Zeigerwelle 10 ist als Hohlwelle ausgebildet und koaxial zur ersten Zei­ gerwelle 9 angeordnet. Diese zweite Zeigerwelle 10 trägt das Zahnrad 6 des Getriebes 7. Bei diesem Zahnrad 6 han­ delt es sich um ein übliches Zahnrad mit einer Verzahnung 11 auf seiner Mantelfläche.

Der Zeigerantrieb 2 hat eine Welle 12, auf der das Zahn­ rad 5 mit den Fingern 8 befestigt ist. Der Abstand zwi­ schen der Welle 12 und der Zeigerwelle 9 ist derart ge­ wählt, dass im Eingriffsbereich der Finger 8 mit der Verzahnung 11 die jeweiligen Finger 8 geringfügig radial nach innen gedrückt werden, wodurch die Spielfreiheit entsteht.

Das Zahnrad 5 kann aus Kunststoff gefertigt werden, indem man zunächst ein übliches Stirnrad herstellt und dann die kegelige Form erzeugt, indem man seine Mantelfläche ent­ sprechend abträgt und eine innere Ausnehmung 13 erzeugt. Natürlich ist es auch möglich, das Zahnrad 5 in einem Ar­ beitsgang als Spritzgussteil herzustellen oder aber das Zahnrad 5 aus Metall zu erzeugen.

Claims (8)

1. Zwei ineinander kämmende Zahnräder aufweisendes Ge­ triebe, welches Mittel zur Aufhebung des Spiels zwischen den Zahnrädern aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der beiden Zahnräder (5, 6) Zähne in Form von federnden Fingern (8) aufweist, die in das ande­ re Zahnrad (6) eingreifen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsabstand der beiden ineinander kämmenden Zahnräder (5, 6) geringer ist als die Summe ihrer beiden Teilkreis­ radien im entspannten Zustand des die Finger (8) aufwei­ senden Zahnrades (5).

3. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass ein Zahnrad (5) die Form eines Kegelrades hat, bei dem die Finger (8) einen Kegelmantel bilden und sich von einer Stirnseite des Zahnrades (5) zur anderen Stirnseite in Radialrichtung schräg nach au­ ßen oder innen erstrecken und mit radialer Vorspannung in das andere Zahnrad (6) eingreifen.

4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (5) mit den fe­ dernden Fingern (8) die Form eines Stirnrades hat, dessen Außenmantelfläche kegelig ausgebildet ist und dessen in­ nerer Bereich eine kegelstumpfförmige Ausnehmung (13) aufweist.

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, da­ durch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (5) mit den fe­ dernden Fingern (8) aus einem elastischen Kunststoff be­ steht.

6. Zeigerinstrument mit einer als Hohlwelle ausgebilde­ ten, einen Zeiger tragenden Zeigerwelle, die koaxial zu einer weiteren, ebenfalls einen Zeiger tragenden Zeiger­ welle angeordnet ist, und bei dem die beiden Zeigerwellen jeweils mit einem Zeigerantrieb versehen sind, von denen ein Zeigerantrieb koaxial zu einer Zeigerwelle und der andere mit Abstand dazu parallel zu der Zeigerwelle ange­ ordnet und durch ein aus zwei Zahnrädern bestehendes Ge­ triebe mit der als Hohlwelle ausgebildeten Zeigerwelle verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eines der beiden Zahnräder (5) federnde Finger (8) aufweist, die in das andere Zahnrad (6) eingreifen.

7. Zeigerinstrument nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, dass das die federnden Zungen aufweisende Zahnrad (5) die Form eines Kegelrades hat und die Zähne die Form eines Kegelmantels bilden.

8. Zeigerinstrument nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, dass sich die Finger (8) von einer Stirnseite des Zahnrades (5) zur anderen Stirnseite in Radialrichtung schräg nach außen erstrecken und mit radialer Vorspannung in das andere Zahnrad (6) eingreifen.