DE4112843C2 - Zahnradgetriebe für die Untersetzung schnellaufender Antriebsmotore insbesondere von Elektrowerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnradgetriebe für die Untersetzung schnellaufender Antriebsmotore insbesondere von Elektrowerkzeugen der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 näher bezeichneten Art.

Vor allem beim Einsatz eines solchen Getriebes bei Elektro­ handwerkzeugen, bei denen hohe Getriebedrehzahlen bewältigt werden müssen, gibt es Probleme bei der Schmierung der Ge­ trieberäder mittels eines Schmierfettes. Denn schon beim er­ sten Einschalten der Maschine wird aufgrund der Zentrifugal­ kräfte jegliches Schmierfett von den Zahnrädern radial weg­ geschleudert und bleibt irgendwo an der Wandung des Getrie­ begehäuses hängen, es steht dann für die Schmierung der Zahnflanken der Getrieberäder nicht mehr zur Verfügung. Man hat diesem Nachteil schon durch eine Ölschmierung abzuhelfen versucht, die an sich schmiertechnisch zu guten Ergebnissen führt. Das Getriebe muß jedoch hierzu in einem öldichten Gehäuse untergebracht werden, die damit verbundenen Dichtungsschwierigkeiten sind mit einem vertretbaren Aufwand bislang nicht überwindbar gewesen. Man hat es deshalb bei Zahnradgetrieben der erwähnten Art im Verlauf der weiteren Entwicklung bei der Fettschmierung belassen.

Dazu ist aus der DE 30 18 774 A1 ein Zahnradgetriebe be­ kannt, bei dem es sich um ein in einem Gehäuse angeordnetes Winkelgetriebe für einen Winkelschleifer handelt. An der Innenfläche des Getriebegehäuses gegenüber dem Zahnkranz der Kegelradverzahnung ist hier eine Gleitbahn derart ange­ bracht, daß sie sich etwa über 2/3 des Umfanges des Kegelra­ des mit einem minimalen Abstand erstreckt, damit entlang dieser Gleitbahn eine ständige Rückführung des Schmierfettes erfolgen soll. Die Funktionstüchtigkeit einer solchen Rückführvorrichtung für das Schmierfett ist stark von der Viskosität des Schmierfettes abhängig, weiter können sich an den Stirnenden der Gleitbahn Ansammlungen des Schmierfettes infolge eines Abstreifeffektes bilden.

Die DE 34 02 294 A1 beschreibt eine Einrichtung zum Nach­ schmieren des Getriebes von Elektrowerkzeugen, bei welchem die Vorrichtung zur Förderung des Schmierfettes an die Gleitflächen der Verzahnungen aus einer elastischen Hülle besteht, welche die Getriebezahnräder umgibt. Mittels eines am Getriebegehäuse angeordneten Schiebers ist diese ela­ stische Hülle mechanisch verformbar, um den von der Hülle eingeschlossenen Fettvorrat wieder zwischen die kämmenden Verzahnungen der Getrieberäder einpressen zu können. Auch bei dieser Nachschmiereinrichtung handelt es sich um eine Rückführvorrichtung für das Getriebe-Schmierfett, die einer gezielten Betätigung durch die Bedienungsperson bedarf und für die eine Mehrzahl von zusätzlichen Bauteilen erforder­ lich ist. Eine solche Vorrichtung ist also bedienungsaufwen­ dig und teuer.

Ein Zahnrad mit Selbstschmierung für ein Zahnradgetriebe der gattungsbildenden Art ist aus der DD-PS 51742 bekannt. Dort wird nach dem Einfüllen des Schmiermittels der dafür vorge­ sehene Depotraum in Gestalt der Auskesselung mit der Abdec­ kung abgedichtet und fest verschlossen. Das Schmiermittel soll dann infolge der Fliehkraft und einer Kapillarwirkung des Werkstoffes oder durch mittels Dochten verschlossene Bohrungen auf die äußeren Gleitflächen des Zahnrades drin­ gen. Die Getriebeschmiereinrichtung nach dem deutschen Gebrauchsmuster 19 58 389, die vornehmlich für elektrische Weichenantriebe vorgesehen ist, bevorzugt für die Dosierung des Schmiermittels eine hilfskraftbetätig­ te Membran zur Abdeckung des Depotraums, um über den Mem­ branhub einen Förderdruck auf das Schmiermittel im Depotraum auszuüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetrie­ be der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei dem die Vorrich­ tung zur Förderung von Schmierfett an die Gleitflächen der Verzahnungen unter Ausnutzung der Fliehkraft selbsttätig sicher arbeitet, um den Gleitflächen der Verzahnungen der Getrieberäder kontinuierlich Schmierfett zuzuführen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Zahnradgetriebe nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der besondere Vorteil eines erfindungsgemäßen Zahnradgetrie­ bes liegt darin, daß das Schmierfett unter Einwirkung der Fliehkräfte aus dem Depotraum des Zahnrades über die Kriech­ strecke im Anlagebereich zwischen der Abdeckung und der stirnseitigen Anlagefläche des Zahnrades hinweg in radialer Richtung in feiner Dosierung ausgetragen wird und an den Zahnkranz des Zahnrades oder die damit kämmende Gegenver­ zahnung gelangt und somit die Gleitflächen der Verzahnungen erreicht. Damit ist solange eine kontinuierliche Fettschmie­ rung der Verzahnungen der Getrieberäder sichergestellt, wie der Vorrat des Schmierfettes im Depot des betreffenden Zahn­ rades reicht. Dieser Vorrat kann bei entsprechend feiner Do­ sierung des Schmierfettes über Kapillaren oder einen Haar­ spalt zwischen der Anlagefläche an der Stirnseite des Zahn­ rades und der daran anliegenden Abdeckung so bemessen wer­ den, daß eine optimale Schmierung der Getrieberäder über eine Vielzahl von Betriebsstunden erreicht wird, was leicht auf die üblichen Wartungsabstände des jeweiligen Gerätes abgestimmt werden kann. Insbesondere ist bei Elektrowerk­ zeugen mit einem Universalmotor regelmäßig ein Kohlebürsten­ wechsel vorzunehmen, damit kann zugleich dann auch das Schmierfettdepot im Getriebe wieder nachgefüllt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 im Schnitt ein Kegelradgetriebe, wie es bei Winkelschleifern eingesetzt wird, und

Fig. 2 im Schnitt ein Stirnradgetriebe, wie es für Bohrmaschinen Verwendung findet.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 ein Ritzel 1, welches auf einer Mo­ torabtriebswelle 20 sitzt. Das Ritzel 1 weist eine kegelige Außenverzahnung 2 auf, die in einen Zahnkranz 4 eines Zahn­ rades 3 eingreift, bei dem es sich ebenfalls um ein Kegelrad handelt, das auf einer Welle 8 mit einer Rotationsachse 9 sitzt. Das Zahnrad 3 harmoniert derart mit dem kegeligen Ritzel 1, das die Motorabtriebswelle 20 und die Welle 8, auf der das Zahnrad 3 angeordnet ist, in einem rechten Winkel zueinander stehen. Sofern das Kegelradgetriebe in einem Win­ kelschleifer eingesetzt wird, ist die Welle 8 Teil einer Ar­ beitsspindel, so daß die Rotationsachse 9 mit der Werkzeug­ achse zusammenfällt. Der Zahnkranz 4 sitzt entsprechend dem flachen Kegelwinkel des Zahnrades 3 an der Stirnseite eines axial vorstehenden Bundes 10, dem radial nach innen hin ein Nabenabschnitt 7 des Zahnrades 3 gegenüberliegt.

Durch eine stirnseitige Auskesselung 6 an derjenigen Seite des Zahnrades 3, die zum Zahnkranz 4 hin liegt, ist zwischen dem Bund 10 und dem Nabenabschnitt 7 des Zahnrades 3 ein De­ potraum 5 gebildet, der die Gestalt eines zur Rotationsachse 9 koaxialen Ringkanals hat. Anstelle eines einzigen, ring­ förmigen Depotraums 5 können auch mehrere drehsymmetrisch gleich verteilte Depoträume an der verzahnungsseitigen Stirnseite des Zahnrades 3 vorgesehen werden. Der den Depot­ raum 5 bildende Ringkanal ist nach außen hin durch eine Ab­ deckung 13 in Gestalt einer Blechscheibe geschlossen, die entsprechend an ringförmigen Anlageflächen 11 und 19 nach außen hin im Bereich des Bundes 10 und nach innen hin im Bereich des Nabenabschnittes 7 anliegt. Die Blechscheibe 13 hat eine zentrale, an den Durchtritt der Welle 8 angepaßte Öffnung, und sie ist mittels eines auf die Welle 8 aufge­ preßten Ringes 18 gegen die Anlagefläche 19 des Nabenab­ schnittes 7 des Zahnrades 3 verspannt.

Der Depotraum 5 dient zur Aufnahme von Schmierfett, das den Gleitflächen an den Zahnflanken des Zahnkranzes 4 des Zahn­ rades 3 sowie der Verzahnung 2 des Ritzels 1 zugeführt wird. Dazu wird die durch Rotation des Zahnrades 3 bedingte Zen­ trifugalkraft genutzt, die das Schmierfett im Depotraum 5 radial nach außen drückt. Über einen oder mehrere Kriech­ strecken 12 gelangt das Schmierfett an den Zahnkranz 4 des Zahnrades 3 und damit auch an die Verzahnung 2 des Ritzels 1. Dieser Vorgang läuft im Betrieb, also bei Drehung des Zahnrades 3 kontinuierlich ab. Die Kriechstrecke 12 ist bis an den Zahnkranz 4 des Zahnrades 3 herangeführt, sie er­ streckt sich von dem Depotraum 5 in radialer Richtung nach außen, sofern sie gegenüber der Radialrichtung geneigt ist, hat sie doch eine solche radiale Richtungskomponente, daß in ihr das Schmierfett aufgrund der Zentrifugalkräfte selbst­ tätig gefördert wird.

Die eine oder die mehreren Kriechstrecken 12 können auf ver­ schiedene Weise gestaltet oder gebildet sein. Beim Ausfüh­ rungsbeispiel nutzt man als Kriechstrecke 12 den Haarspalt, der zwischen der Anlagefläche 11 des Zahnrades 3 und der Gegenfläche der Abdeckung 13 besteht. Durch feine Uneben­ heiten insbesondere an der Gegenfläche der Abdeckung 13 hat der Haarspalt eine insoweit merkliche Breite, als sich das im Depotraum 5 bevorratete Schmierfett bis zu der Schmier­ stelle im Bereich des Zahnkranzes 4 hindurchzwängen kann.

Fig. 2 gibt ein Stirnradgetriebe wieder, bei dem in gleicher Weise Schmierfett kontinuierlich während des Betriebs auf die aufeinandergleitenden Zahnflanken der Verzahnungen geleitet wird. Dem Zahnrad 1 mit dem Zahnkranz 2 längs seines Außenumfanges nach Fig. 1 entspricht hier die Ver­ zahnung 16 des zylindrischen Ritzels 15, das mit dem Zahnrad 3 kämmt. Die Lage der Mündung 17 des die Kriechstrecke 12 bildenden Haarspaltes zwischen der Abdeckung 13 und der entsprechenden Anlagefläche des Zahnrades 3 ist in radialer Richtung genau gegenüber der Verzahnung 16 des Ritzels 15, so daß das aus der umlaufenden, ringspaltförmigen Mündung 17 austretende Schmierfett unmittelbar auf die Verzahnung 16 des Ritzels 15 gelangt.

Die restlose Austragung des Schmierfettes aus dem Depotraum 5 kann durch eine Schrägung derjenigen Begrenzungsseite 14 des Depotraums 5 begünstigt werden, die radial nach außen hin durch den axial vorstehenden Bund 10 des Zahnrades 3 gebildet wird. Diese Begrenzungsseite ist derart konisch geneigt, das sich der Depotraum 5 zu der Abdeckung 13 hin erweitert. Bei der radial nach außen hin auf das Schmierfett im Depotraum 5 wirkenden Zentrifugalkraft bedingt die ge­ neigte Begrenzungsseite 14 eine Förderkomponente, die paral­ lel zur Rotationsachse zur Abdeckung 13 hin gerichtet ist. Dadurch wandert das Schmierfett bei Anlage an der Begren­ zungsseite 14 in Richtung auf die Kriechstrecke 12 hin.

Claims (7)

1. Zahnradgetriebe für die Untersetzung schnellaufender An­ triebsmotore insbesondere von Elektrowerkzeugen mit zu­ mindest einem ein Gegenrad oder -ritzel kämmenden Zahn­ rad, das einen an oder nahe dem Außenumfang angeordneten Zahnkranz hat, und mit einer Vorrichtung zur Fliehkraft­ förderung von Schmierfett an die Gleitflächen der Ver­ zahnungen, die einen Depotraum für das Schmierfett in Ge­ stalt einer stirnseitig offenen Auskesselung koaxial am Zahnrad aufweist, welche mittels einer Abdeckung ver­ schlossen ist, wobei an die Auskesselung wenigstens eine Kriechstrecke für das Schmierfett anschließt, die bis an den Zahnkranz des Zahnrades heranreicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) die Auskesselung (6) übergreifend an einer stirnseitigen Anlagefläche (11) des Zahnrades (3) anliegt, und diese Anlagefläche (11) in radialer Richtung nach außen an die Auskesselung (6) anschließt, wobei ein oder mehrere Kriechstrecken (12) sich im An­ lagebereich zwischen der Abdeckung (13) und der Anlage­ fläche (11) des Zahnrades (3) befinden.

2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kriechstrecke (12) durch einen Haarspalt zwischen der Anlagefläche (11) des Zahnrades (3) und der Abdeckung (13) anliegenden Hohlkörper gebildet ist.

3. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (13) aus einer Blechscheibe besteht.

4. Zahnradgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe (13) und die Anlagefläche (11) des Zahnrades (3) in Radialrichtung planeben sind.

5. Zahnradgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (3) einen die Auskesselung (6) radial nach innen begrenzenden Nabenabschnitt (7) hat, dessen Stirnseite (19) in der Radialebene der Anlagefläche (11) liegt, wobei die Blechscheibe (13) nahe ihrem Zentrum an dieser Nabenstirnseite (19) anliegt.

6. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskesselung (6) des Zahnrades (3) durch eine in Radialrichtung äußere Umfangsseite (14) begrenzt ist, die in Richtung zur Kriechstrecke (12) hin radial nach außen geneigt ist.

7. Zahnradgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kriechstrecke (12) eine Mündung (17) hat, der in radialer Richtung nach außen die mit dem Zahnkranz (4) des Zahnrades (3) kämmende Gegenverzahnung (2, 16) gegen­ überliegt.