DE3028043A1

DE3028043A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE3028043A1
Application number: DE19803028043
Authority: DE
Inventors: Walter 6231 Sulzbach Rüb
Original assignee: Mannesmann VDO AG
Current assignee: Mannesmann VDO AG
Priority date: 1980-07-24
Filing date: 1980-07-24
Publication date: 1982-02-18

Description

Getriebe
Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, insbesondere für elektrische Uhren, mit durch einen Schrittmotor angetriebenen Zahnrädern.
Ein derartiges Getriebe ist aus der DE-OS 2 652 058 bekannt.
Um die störenden Geräusche zu vermeiden, die beim Aneinanderschlagen der Zähne der beiden Zahnräder nach jedem Schaltschritt entstehen, besteht eines der Zahnräder aus einer Silikonkautschukzahnscheibe. Diese Zahnscheibe ist zwischen zwei kreisförmigen Stützplatten eingeschichtet, die aus relativ steifem Material bestehen.
Durch die Ausbildung des Zahn rades aus Silikonkautschuk wird zwar das Aufeinanderschlagen der Zähne gedämpft. Trotzdem sind die Geräusche, die dabei entstehen,noch relativ groß. So kann auf diese Art eine Reduzierung der Geräusche nur auf etwa b0 dB erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe nach dem Oberbegriff zu schaffen, dessen Geräuschentwicklung wesentlich geringer ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem der miteinander kämmenden Zahnräder jeweils in der Zahnlücke zwischen den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne eine die Zahnlücke zumindest teilweise ausfüllende, an den Zahnflanken haftende Dämpfflüssigkeit angeordnet ist. Diese Dämpfflüssigkeit muß beim Eingreifen eines Zahnes des einen Zahnrades in eine Zahnlücke des anderen Zahnrades verdrängt werden.
Sie bildet dabei ein Polster, das den Zahn relativ sanft in Anlage an die Zahnflanke eines die Zahnlücke begrenzenden Zahnes treten läßt. Dabei kann eine solche Geräuschdämpfung erreicht werden, daß der Geräuschpegel nur noch im Bereich von etwa 20 dB ist.
Weiterhin sind die aufgrund der Dämpfflüssigkeit zu überwindenden Widerstände wesentlich geringer als die entsprechenden durch Reibung und Verformung der Zähne zu überwindenden Widerstände bei dem hekannten Getriebe. Dies führt bei dem erfindungsgemäßen Getriebe auch zu einer Reduzierung des Energieverbrauchs.
Da sich die Dämpfflüssigkeit in der Zahnlücke gleichmäßig verteilt, erfolgt auch bei einem relativ großen Zahnflankenspiel zwischen den Zähnen, was z.B. bei niedrigen Temperaturen der Fall ist, eine einwandreie Dämpfung.
Eine seitereReduzierung der zu überwindenden Widerstände kann dadurch erreicht werden, daß die Dämpfflüssigkeit eine viskose Schmierflüssigkeit ist.
Eine einfache Möglichkeit die Dämpfflüssigkeit in den Zahnlükken zu halten besteht darin, daß die Dämpfflüssigkeit eine Magnetflüssigkeit ist und durch in den Bereichen der Zahnlükken wirkende Magnetfelder an den Zahnflanken haftend gehalten ist. Diese Ausbildung vermeidet auch auf einfache Weise einen Verlust von Dämpfflüssigkeit durch Abfließen.
Ein einfach ausgebildetes Ausführungsbeispiel besteht darin, daß die Zähne des Zahnrades,an dem die Magnetflussigkeit haftet, Magnete sind, wobei jeweils die sich gegenüberliegenden Zahnflanken zweier benachbarter Zähne einen Nordpol und einen Südpol bilden und daß das andere Zahnrad aus einem nichtmagnetischen Werkstoff besteht. Dabei können entweder die Zähne des Zahnrad es abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol bilden oder aber eine Zahnflanke eines Zahnes einen Nordpol und die andere Zahnflanke einen Südpol bilden. In beiden Fällen gehen die Magnetfeldlinien durch eine Zahnlücke von der einen sie begrenzenden Zahnflanke zur anderen sie begrenzenden Zahnflanke, so daß die Magnetflüssigkeit durch diesesMagnetfeld in der Zahnlücke gehalten wird.
Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, daß das Zahnrad achsial magnetisiert ist und an seinerden Nordpol bzw. den Südpol bildenden Stirnfläche eine ebenfalls achsial magnetisierte Magnetscheibe größeren Durchmessers als das Zahnrad mit ihrem Südpol bzw. Nordpol in Anlage ist.
Die zwischen dem Zahnrad und der Magnetscheibe verlaufenden Magnetfeldlinien halten dabei die Magnetflüssigkeit im ubergangsbereich zwischen Zahnrad und Magnetscheibe.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann das Zahnrad bzw. die Magnetscheibe achsial fest und die Magnetscheibe bzw. das Zahnrad achsial lose auf einerAchse gelagert sein. Dadurch daß die einander entgegen-gesetzten Pole dieser beiden Teile zueinander gerichtet sind, zieht das fest auf der Achse gelagerte Teil das andere lose auf der Achse gelagerte Teil an sich heran, so daß nur ein einziges dieser Teile auf der Achse befestigt werden muß. Dies ermöglicht eine einfache Montage.
Damit bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel eine gleichmäßige Verteilung der Magnetflüssigkeit in der Zahnlücke vorhanden ist, kann an jeder Stirnseite des Zahnrades eine Magnetscheibe angeordnet sein.
Besteht das Zahnrad aus einem Kunststoff, in dem magnetisierbare Metallteilchen eingebunden sind, so läßt sich dieses Zahnrad auf einfache Weise herstellen.
Vorteilhaft ist es, wenn das mit Dämpfflüssigkeit versehene Zahnrad das mit der Antriebswelle des Schrittmotors verbundene Antriebsrad ist, da dann bereits bei dem ersten Zahnrad des Getriebes, bei dem durch die Schrittschaltung ein schlagartiges Aufeinandertreffen der Zähne der miteinanderkämmenden Zahnräder eijlgt, eine Dämpfung eintritt. Ein ungedämpftes Weiterschalten kann sich daher nicht auf die nachfolgenden Zahnräder fortpflanzen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Figur 1 ein erfindungsgemäßes Getriebe Figur 2 eine Seitenansicht des Antriebszahnrades aus Figur 1 Figur 3 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines Antriebszahnrades aus Figur 1 Figur 4 einen Querschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Antriebszahnrades aus Figur 1 Figur 5 einen Querschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Antriebszahnrades aus Figur 1 In Figur 1 ist das Getriebe eines Schrittmotors 1 dargestellt, dessen Rotor mit einem Antriebszahnrad 2 festverbunden ist.
Das Antriebszahnrad 2 steht mit einem Zahnrad 3 z.B. eines Zeigerwerks in Eingriff.
Bei dem in den Figuren 2 und 3 dargestellten Antriebsz2hnrädern 2' und 2" sind die Zähne 4' und 4" als Magnete ausgebildet, wobei in Figur 2 die Zähne 4' in Umfangsrichtung des Antriebszahnrades 2' abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol bilden. Durch das zwischen den Nord- und Südpolen herrschende Magnetfeld wird in den Zahnlücken 5 befindliche Magnetflüssigkeit 6 an den Zahnflanken der Zähne 4' haftend gehalten.
In Figur 3 sind die Zähne 4" in Umfangsrichtung des Antriebszahnrades Z" so magnetisiert, daß sie an einer Zahnflanke einen Nordpol und an der anderen Zahnflanke einen Südpol bilden. Dadurch liegen sich an einer Zahnlücke 5 jeweils ein Nord- und ein Südpol gegenüber, so daß auch hier ein Magnetfeld herrscht, das die in der Zahnlücke 5 befindliche Magnetflüssig keit 6 an den Zahnflanken der Zähne 4" haftend hält.
In den Figuren 4 und 5 ist das Antriebszahnrad 2"' und 2"" jeweils achsial magnetisiert, so daß die beiden Stirnseiten einen Nordpol und einen Südpol bilden. Koachsial an dem hntriebszahnrad 2"' bzw. 2"" ist in Figur 4 an der einen Stirnseite und in Figur 5 an beiden Stirnseiten eine ehenfalls achsial magnetisierte Magnetscheibe 7 und 7' angeordnet.
U.z. ist die Anordnung der Magnetscheiben 7 und 7' so, Maß der Südpol der Magnetscheibe 7 an dem Nordpol des Antriebszahnrades 2"' und 2'''' und dem Nordpol der Magnetscheibe 7' an dem Südpol des Antriebszahnrades 2'''' in Anlage ist.
Dadurch ist es auch nur erforderlich das Antriebszahnrad auf der Antriebswelle 8 achsial fest anzuordnen, da die Magnetscheiben durch die Magnetkräfte in Anlage an dem Antriebszahnrad gehalten werden.
Durch die zwischen den Antriebszahnrädern 2" ' und 2'''' und den Magnetscheiben 7 und 7' herrschenden Magnetfelder wird die in den Zahnlücken befindliche Magnetflüssigkeit 6 an den Zahnflanken der Zähne 4''' und 4" " haftend gehalten. Dabei ist aufgrund der zueinander symetrischen Magnetfelder in Figur 5 die Verteilung der Magnetflüssigkeit 6 in der Zahnlücke 5 gleichmäßig über die Breite der Zähne 4"".
Die Magnetflüssigkeit besteht aus einer viskosen Schmierflüssigkeit, in der ultra-mikroskopische Partikel aus z.B.
Eisenoxid mit einer Größe von etwa 100 R enthalten sind.
WährEnd des Betriebs des Getriebes kämmt das Antriebszahnrad 2 mit dem Zahnrad 3. Dabei wird die Magnetflüssigkeit 6 von den Zähnen des Zahnrades 3 verdrängt und bildet dadurch eine Dämpfung, die ein aufeinanderschlagen der Zähne 4 des Antriebszahnrades 2 mit den Zähnen des Zahnrades 3 und damit eine größere Geräuschentwicklung verhindert.
Durch das in den Zahnlücken 5 dES Antriebszahnrades 2 herrschende Magnetfeld, wird diE Magnetflüssigkeit 6 auch bei einem Eingreifen eines Zahnes in dic Z.L:nlücke 5 in dieser Zahnlücke 5 gehalten und kann nicht verloren gehen.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, daß die Scheibe 7 nicht als Magnetscheibe ausgebildet ist, sondern nur aus einem magnetischen Werkstoff besteht. Durch den Nordpol des Antriebszahnrads 2"' bildet sich an der daran anliegenden Seite der Scheibe 7 ein Südpol aus, womit ein Magnetfeld gebildet wird, in dem die Magnetflüssigkeit 6 an den Zahnflanken der Zähne 4''' haftend gehalten wird.
In Figur 5 ist es auch möglich das Zahnrad 2"" als unmagnetisches Kunststoffrad auszubilden.
Zwischen dem Nordpol der Magnetscheibe 7 und dem Südpol der Magnetscheibe 7 ist dann ein Magnetfeld vorhanden, durch das die Magnetflüssigkeit 6 an den Zahnflanken der Zähne 4'''' haftend gehalten wird.

Claims

Patentansprüche 1.y Getriebe, insbesondere für elektrische Uhren, mit durch eincn Schrittmotor angetriehencn ZahnrädErn, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der miteinanderkämmenden Zahnräder (2) jeweils in der Zahnlücke (5) zwischen den Zahnflanken zweier benachbarter Zähne (4) eine die Zahnlücke (5) zumindest teilweise ausfüllende, an den Zahnflanken haftende Dämpfflüssigkeit angeordnet ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfflüssigkeit eine viskose Schmierflussigkeit ist.
3. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfflüssigkeit einer Magnetflüssigkeit (6) ist und durch in den Bereichen der Zahnlücken (5) wirkende Magnetfelder an den Zahnflanken haftend gehalten ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dic Zähne (4) des Zahnrades (2' bzw. 2"), an dem die ragnetflüssigkeit (6) haftet, Magnete sind, wobei jeweils die sich gegenüberliegenden Zahnflanken zweier benachbarter Zähne (4' bzw. 4") einen Nordpol und einen Südpol bilden und daß das andere Zahnrad (3) aus einem nichtmagnetischen Werkstoff besteht.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (4') des Zahnrades (2') abwechselnd einen Nordpol und einen Südpol bilden.
6. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zahnflanke eines Zahnes (4") einen Nordpol und die andere Zahnflanke einen Südpol bildet.
7. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (2"' bzw. 2"") achsial magnetisiert ist und an seine den Nordpol bzw. den Südpol bildenden Stirnfläche eine ebenfalls achsial magnetisierte Magnetscheibe (7 bzw.

7') etwa gleichen Durchmessers wie das Zahnrad (2"' bzw.

2"") mit ihrem Südpol bzw. Nordpol in Anlage ist.
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (2"' bzw. 2"") bzw. die Magnetscheibe (7 bzw.

7') achsial fest und die Magnetscheibe (7 bzw. 7') bzw.

das Zahnrad (2"' bzw. 2"") achsial lose auf einer Achse gelagert sind.
9. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirnseite des Zahnrades (2'''') eine Magnetscheibe (7', 7") angeordnet ist.
10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (2) aus einem Kunststoff besteht, in dem magnetisierbare Metallteilchen eingebunden sind.
11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit DämpfflüssigkEit (6) versehene Zahnrad, das mit der Antriebswelle (8) des Schrittmotors (1) verbundene Antriebszahnrad (2) ist.