DE19647783A1 - Zahnradgetriebe, insbesondere für Elektrowerkzeuge - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Zahnradgetriebe, ins­ besondere für Elektrowerkzeuge, nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem bekannten Zahnradgetriebe die­ ser Art (DE 43 40 527, C1) sind der innere Depotraum und der äußere Depotraum in einer Ringvertiefung des Zahnrades in Axialrichtung hintereinander angeordnet und jeweils mittels eine s etwa topfförmigen Innendeckels bzw. Außen­ deckels, die in Achsrichtung in Abständen voneinander an­ geordnet sind, verschlossen. Der Innendeckel ist an der Außenseite seiner Topfwandung mit einer Nut, Kerbe oder Sicke versehen, die für den Durchtritt des Schmierfetts vom inneren Depotraum in Axialrichtung zum äußeren Depot­ raum dient. Der Außendeckel ist in gleicher Weise an der Außenseite seiner Topfwandung mit einer Nut, Kerbe oder Sicke versehen, über die ein Durchtritt des Schmierfetts in Axialrichtung nach außen möglich ist. Über den Durch­ trittsquerschnitt der Nut der beiden Deckel soll eine Dosierung des infolge Fliehkraft sich hindurchzwängen­ den Schmierfettes erreicht werden. Das im inneren Depot­ raum zunächst infolge Fliehkraft radial nach außen ge­ förderte Schmierfett muß anschließend ebenso wie das Schmierfett des äußeren Depotraums axial vorwärts be­ wegt werden, bevor es dann infolge Fliehkraft nach außen zum Zahnkranz des Zahnrades und dem damit kämmenden Rit­ zel oder Gegenzahnrad gelangen kann.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Zahnradgetriebe mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß aufgrund der Anordnung der beiden Depoträume in Radialrichtung hintereinander das Schmierfett bei laufendem Getriebe durch die Fliehkraft störungsfreier und zuverlässig in Radialrichtung nach außen zum Zahn­ kranz und dem damit kämmenden Ritzel oder Gegenrad ge­ fördert wird. Ferner ermöglicht diese Ausbildung eine einfachere Gestaltung des Zahnrades und Anordnung der beiden Depoträume.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Zahnradgetriebes möglich. Besonders vorteilhaft ist eine Gestaltung gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen hierzu enthalten die Ansprüche 10 und 11. Die Steuerscheibe ermöglichst eine Nachschmierung des Zahnradgetriebes in Abhängigkeit vom tatsächlichen Schmierzustand und abhängig von der Belastung des Zahn­ radgetriebes. Bei laufendem Getriebe wird durch die Flieh­ kraft Schmierfett aus dem inneren Depotraum über die min­ destens eine radiale Öffnung, insbesondere den Drossel­ spalt, langsam in den äußeren Depotraum gefördert. Der Fettverbrauch aus dem äußeren Depotraum zum Zahnkranz erfolgt nach Verbrauch der bei der Montage erfolgten Erstschmierung, dann gesteuert durch die Steuerscheibe aufgrund des infolge der Flankenreibung der miteinander kämmenden Zahnräder entstehenden Temperaturanstieges. Der Temperaturanstieg führt dazu, daß die Steuerscheibe den äußeren Depotraum vorzugsweise radial außen zumindest geringfügig und so weit öffnet, daß aus diesem Schmier­ fett zum Zahnkranz gelangen kann. Hierbei kann aber nur das Schmierfett des äußeren Depotraumes austreten, da die mindestens eine radiale Öffnung, insbesondere der Drosselspalt, des inneren Depotraums in dieser Zeit nur unbedeutend wenig Schmierfett vom inneren Depotraum zum äußeren Depotraum durchtreten läßt. Auch verhindert die mindestens eine radiale Öffnung, insbesondere der Drossel­ spalt, bei den äußeren Depotraum öffnender Steuerscheibe und gleichzeitigem Stillsetzen des Antriebes des Zahn­ radgetriebes ein durch einen evtl. Wärmestau verursachtes Auslaufen des Schmierfetts aus dem inneren Depotraum. Von Vorteil ist ferner, daß das jeweilige Nachfetten mit­ tels der Steuerscheibe an eine bestimmte Belastung des Zahnradgetriebes gebunden ist, d. h. an eine bestimmte Wär­ meentwicklung durch Zahnflankenreibung. Dadurch wird im Leerlauf Schmierfett gespart. Hat im Betrieb die Steuer­ scheibe in beschriebener Weise durch Temperaturentwicklung angesprochen, so verschließt die Steuerscheibe den äußeren Depotraum selbsttätig dann, wenn durch die dadurch erfolg­ te Schmierung des Zahnkranzes und des damit kämmenden Rit­ zels oder Gegenrades dort eine Reduzierung der Reibungs­ wärme eintritt. Der äußere Depotraum wird im- Betrieb durch die Fliehkraft langsam vom inneren Depotraum her über die mindestens eine radiale Öffnung, insbesondere den Drosselspalt, wieder gefüllt, woraufhin der Vorgang neu beginnen kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Die Zeichnung zeigt einen schematischen Schnitt eines hier als Kegelradgetriebe ausgebildeten Zahnradgetriebes, wie es z. B. bei Elektrowerkzeugen, insbesondere bei Winkelschleifern, eingesetzt wird.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Die Zeichnung zeigt ein Ritzel 10 an einer nicht näher dargestellten Motorabtriebswelle, das mit seiner Außen­ verzahnung 11 mit einem Zahnkranz 12 eines Zahnrades 13 kämmt, das auf einer Abtriebswelle 14 sitzt. Das Ritzel 10 und das Zahnrad 13 sind hier als Kegelräder gestaltet. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind beide als Stirnräder ausgebildet, so daß diese dann ein Stirnradgetriebe bilden.

Das Zahnrad 13 weist auf einer Axialseite eine Ausnehmung 15 auf, in der ein innerer Depotraum 16 und ein sich an­ schließender äußerer Depotraum 17 gebildet sind, die je­ weils mit Schmierfett gefüllt sind. Beide Depoträume 16, 17 sind jeweils nach außen hin mittels Abdeckungen 18 bzw. 19 verschlossen. Die Abdeckung 18 des inneren Depot­ raums 16 ermöglicht einen Durchtritt des darin enthalte­ nen Schmierfetts infolge Fliehkraft in radialer Richtung nach außen und in den äußeren Depotraum 17. Die Abdeckung 19 des äußeren Depotraums 17 ermöglicht eine thermisch gesteuerte Fliehkraftschmierung aus dem äußeren Depotraum 17 nach außen zum Zahnkranz 12 des Zahnrades 13.

Der innere Depotraum 16 und der äußere Depotraum 17 sind in Radialrichtung des Zahnrades 13 hintereinan­ der angeordnet, wobei der innere Depotraum 16 ein bedeutend größeres Volumen als der äußere Depotraum 17 aufweist. Der innere Depotraum 16 kann somit als Hauptkammer angesehen werden. Der äußere Depotraum 17 ist aus einem äußeren Ringraum gebildet, der den in­ neren Depotraum 16 radial außen umgibt. Der äußere De­ potraum 17 steht über mindestens eine Öffnung 20 mit dem inneren Depotraum 16 in dauernder Verbindung. Die­ se mindestens eine radiale Öffnung 20 ist beim gezeig­ ten Ausführungsbeispiel aus einem Ringspalt 21, insbe­ sondere Drosselspalt, gebildet.

Die Abdeckung 18 des inneren Depotraums 16 ist aus einer etwa topfförmigen Ringkappe 22 gebildet, die unter axia­ ler und radialer Abgrenzung des inneren Depotraums 16 in die Ausnehmung 15 eingesetzt und darin gehalten ist. Die Ringkappe 22 bildet mit ihrer äußeren Ringwandung 23 die mindestens eine radiale Öffnung 20, insbesondere den Ringspalt 21, und zwar dadurch, daß die Ringwandung 23 in zumindest geringem axialen Abstand vom Boden 24 der Ausnehmung 15 verläuft.

Die Abdeckung 19 des äußeren Depotraums 17 ist aus einer hinsichtlich der Öffnung des äußeren Depotraums 17 nach außen von der Temperaturentwicklung infolge der Getriebe- Flankenreibung beeinflußten Steuerscheibe 25 gebildet, die als Bimetallscheibe ausgebildet ist. Die Steuerschei­ be 25 ist mit einem radial innen gelegenen Bund 26 in eine dortige Aussparung 27 des Zahnrades 13 eingesetzt, wobei der Bund 26 auch an die Abtriebswelle 14 angrenzen kann. Zumindest in diesem Bereich ist die Steuerscheibe 25 mit dem Zahnrad 13 und ggf. auch mit der Abtriebswelle 14 fest verbunden. Die Steuerscheibe 25 überdeckt in ra­ dialer Richtung die Ringkappe 22 und radial anschlie­ ßend daran den äußeren Depotraum 17, wobei die Steuer­ scheibe 25 mit ihrem radial außen befindlichen Rand 28 an einer z. B. axialen, zugewandten Anlagefläche 29 des Zahnrades 13 anliegt. Die Anlagefläche 29 ist dem Zahn­ kranz 12 relativ eng benachbart. Bei laufendem Getrie­ be und unter Belastung ergibt sich im Bereich des mit der Außenverzahnung 11 kämmenden Zahnkran­ zes 12 aufgrund der Flankenreibung ein Temperaturan­ stieg, der schon aufgrund der räumlichen Nähe, bei me­ tallischer Ausbildung des Ritzels 10 und des Zahnrades 13 auch aufgrund der Wärmeleitung, der Steuerschei­ be 25, insbesondere Bimetallscheibe, zumindest ihres Randbereiches 28, bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur zum Abheben der Steuerscheibe 25 und damit zum Öffnen des äußeren Depotraumes 17 nach außen führt. Dadurch kann im äußeren Depotraum 17 befindliches Schmier­ fett, das bei laufendem Getriebe aufgrund der Fliehkraft aus dem inneren Depotraum 16 über den Ringspalt 21, ins­ besondere Drosselspalt, in den äußeren Depotraum 17 ge­ fördert wurde radial austreten und eine Schmierung der miteinander kämmenden Außenverzahnung 11 und des Zahn­ kranzes 12 herbeiführen. Aufgrund dieser Schmierung sich verringernde Reibungswärme führt dazu, daß die Steuer­ scheibe 25 in Form der Bimetallscheibe den äußeren Depot­ raum 17 wieder schließt. Somit wird kein Schmierfett mehr abgegeben. Der äußere Depotraum 17 wird im Betrieb durch die Fliehkraft langsam aus dem inneren Depotraum 16 über den Ringspalt 21, insbesondere Drosselspalt, wie­ der gefüllt.

Von Vorteil ist, daß während der Öffnungszeit des äußeren Depotraums 17 nur Schmierfett aus letzterem austreten kann, da der Ringspalt 21, insbesondere Drosselspalt, in dieser Zeit nur-unbedeutend wenig Schmierfett vom inneren Depotraum 16 zum äußeren Depotraum 17 durchtreten läßt. Außerdem hat der Ringspalt 21, insbesondere Drossel­ spalt, den Vorteil, daß dieser bei abgehobener Steuer­ scheibe 25 und gleichzeitigem Stillsitzen des Antriebes ein etwaiges durch einen evtl. Wärmestau verursachtes Aus laufen von Schmierfett aus dem inneren Depotraum 16 verhindert. Die die Nachfettung des Zahnradgetriebes steuernde Steuerscheibe 25 ist an eine bestimmte Getrie­ bebelastung gebunden, nämlich an eine durch Zahnflanken­ reibung erzeugte Wärmeentwicklung, so daß im Leerlauf des Zahnradgetriebes Schmierfett gespart werden kann. Die beschriebene Anordnung ermöglicht somit eine Nach­ schmierung in Abhängigkeit vom tatsächlichen Schmier­ zustand und von der jeweiligen Getriebebelastung.

Claims (12)

1. Zahnradgetriebe, insbesondere für Elektrowerk­ zeuge, mit einem mit einem Ritzel (10) oder Gegenrad kämmenden Zahnrad (13), das an seinem oder nahe seinem Außenumfang einen Zahnkranz (12) aufweist und in einer Ausnehmung (15) einen in­ neren, mit Schmierfett gefüllten Depotraum (16) und einen sich anschließenden äußeren Depotraum (17) aufweist, die jeweils nach außen hin mittels Ab­ deckungen (18,19) verschlossen sind, von denen die Abdeckung (18) des inneren Depotraums (16) und die Abdeckung (19) des äußeren Depotraums (17) einen Durchtritt des Schmierfetts infolge Flieh­ kraft nach außen zum Zahnkranz (12) des Zahnrades (13) ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Depotraum (16) und der äußere Depotraum (17) in Radialrichtung des Zahnrades (13) hintereinander angeordnet sind.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der äußere Depotraum (17) aus einem den inneren Depotraum (16) radial außen umgebenden äußeren Ringraum gebildet ist.

3. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Depotraum (17) über mindestens eine radiale Öffnung (20) mit dem inneren Depotraum (16) in dauernder Ver­ bindung steht.

4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens eine radiale Öffnung (20) aus einem Ringspalt (21), insbesondere Dros­ selspalt, gebildet ist.

5. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (18) des inneren Depotraums (16) aus einer im Quer­ schnitt etwa topfförmigen Ringkappe (22) gebil­ det ist.

6. Zahnradgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ringkappe (22) in einer axialen Ausnehmung (15) des Zahnrades (13) gehalten ist und mit ihrer äußeren Ringwandung (23) die min­ destens eine radiale Öffnung (20) bildet.

7. Zahnradgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die äußere Ringwandung (23) unter Bildung des Ringspaltes (21) in zumindest gerin­ gem axialen Abstand vom Zahnrad (13), insbesondere dem Boden (24) der axialen Ausnehmung (15) darin, verläuft.

8. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Depot­ raum (17) kleiner ist als der innere Depotraum (16).

9. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (19) des äußeren Depotraums (17) aus einer hinsicht­ lich der Öffnung des äußeren Depotraums (17) nach außen von der Temperaturentwicklung infolge der Getriebe-Flankenreibung beeinflußten Steuerschei­ be (25) gebildet ist.

10. Zahnradgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerscheibe (25) aus einer Bimetallscheibe besteht.

11. Zahnradgetriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerscheibe (25), ins­ besondere die Bimetallscheibe, den äußeren Depot­ raum (17) radial überdeckt und mit ihrem radial außen befindlichen Rand (28) an einer z. B. axialen Anlagefläche (29) des Zahnrades (13) anliegt.

12. Zahnradgetriebe nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Anlagefläche (29) des Zahn­ rades (13) dem Zahnkranz (12) benachbart ist.