DE2007849A1

DE2007849A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE2007849A1
Application number: DE19702007849
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl Ing 7000 Stuttgart Hahner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1970-02-20
Filing date: 1970-02-20
Publication date: 1971-09-02
Also published as: NL7102251A; NL162862B; SE362290B; CH532211A; FR2080365A5; DE2007849C3; DE2007849B2; US3667310A; NL162862C

Description

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du
Anlage zur Patent- und

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart W, Breitscheidstraße 4

Getriebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit mindestens einem auf einer in nur einer Richtung drehbaren Welle befestigten Zahnrad. Das Zahnrad ist bei bekannten Getrieben dieser Art formschlüssig, icraftschlüssig oder dadurch mit der Welle verbunden, | daß die einander berührenden zylindrischen Flächen der Welle und des Zahnrades so verändert werden, daß die Flächen in nur schwierig oder nicht mehr lösbarer Weise miteinander verbunden v/erden.

Diese bekannten Verbindungen haben verschiedene Nachteile.

Bei den nach dem Formschlußverfahren arbeitenden Keil- oder Federverbindangen wird die Welle durch eine oder mehrere Nuten geschwächt. Um diese Schwächung auszugleichen, muß die Welle

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entsprechend stärker bemessen werden. Da Keil- und Peclernuten meist scharfkantig ausgebildet sind, begünstigen sie Dauerbrüche der V/elle. Ist nur eine einsige Keil- oder I'eaernut vorhanden, wie dies meist der Pail ist, so können innere Spannungen der V/elle diese krummziehen. Außerdem kann ein Keil das Zahnrad radial einseitig verspannen, so daß es unrund läuft; Die Formschlußverbindungen müssen außerdem noch durch ein Schraubmittel gehalten werden, das wiederum gegen Lösen gesichert sein mui3.

Kraftschlüssig kann ein Zahnrad mit einer Welle durch Aufpressen des Zahnrades auf die V/elle oder durch Einpressen der V/elle in das Zahnrad verbunden werden. Bei diesen Verbindungen ist nachteilig, daß die '.Velle und das Zahnrad mittels einer Presse zusammenzufügen sind, daß also beide Teile nicht innerhalb des Getriebegehäuses zusammengebaut werden, sondern nur in zusammengebautem Zustand eingebaut werden können, wodurch die Gestaltung der Lager, der Gehäuseteile und des Gehäuses, die zui* Aufnahme des Getriebes bestimmt sind, wesentlich eingeengt ist. Außerdem wird" beim Pressen nicht selten die V/elle verbogen, insbesondere wenn diese eine größere Länge hat. Auch kann man ein aufgepreßtes Zahnrad meist nicht mehr von der WeLIe abziehen, so daß bei Beschädigungen des Zahnrades die ganze Welle erneuert werden muß; dies ist insbesondere dann kostspielig, wenn auf der V/elle nicht nur das Zahnrad, sondern auch der Läufer eines Antriebsmotors sitzt, der darm ebenfalls auszuwechseln ist. Auch muß bei dieser Befestigungsart oft ein Lager, bei einigen Bauarten auch das ganze Gehäuse oder das ganze Getriebe ausgewechselt werden,

Bei einer anderen kraftschlüssigen Verbindung eines Zahnrades mit einer V/elle ist das Zahnrad zwischen einem mit der V/elle verbundenen Plansch und einem Schraubmittel in Längsrichtung eingespannt. Solche Verbindungen müssen, um eine sichere Hit-

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nähme des Zahnrades durch die Y/elle-oder umgekehrt. zu gewährleisten, sehr stark verspannt und ihre Teile dementsprechend ausgebildet und bemessen sein. Damit die zum Verspannen nötigen Kräfte auf die "Zelle und das Zahnrad ausgeübt werden können, müssen diese Teile mit Schlüsselflächen oder anderen Angriffsmöglichkeiten versehen und sum Angriff von Schlüsseln gut zugänglich angeordnet sein. Dadurch ist die Freiheit der Formgebung für Zahnrad, Welle und Getriebegehäuse wiederum stark eingeengt. Dennoch kann auch bei stark vorgespannten Verbindungen dieser Art die Spannung durch den Einfluß von Schwingungen oder von Temperaturschwankungen soweit verloren gehen, daß sich die Verbindung löst.

Bei den mittels Oberflächenhaftung erzielten Verbindungen wird ein Bindemittel zwischen die innere Oberfläche des Zahnrades und die äußere Oberfläche der Welle gebracht. Das Bindemittel kann ein Lot sein, oder ein Klebstoff, es kann auch ein korrosionsforderndes Kittel sein, das die ineinanderliegenden Oberflächen des Zahnrades und der V/elle aufrauht, wobei die hiermit gegebene Verklinkung der Oberflächen eine Bindung herbeiführt. Hierdurch wird das Zahnrad meist untrennbar mit der 'Welle verbunden, woraus sich die gleichen ITachteile ergeben, die aus diesem Grunde den Preßveroindungen anhaften.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe herzustellen, in dem mindestens ein Zahnrad auf einer nur in einer Richtung drehbaren V/elle so befestigt ist, daß die Verbindung bei in das Getriebegehäuse eingebauter '.Velle, also unter räumlich beengten Verhältnissen hergestellt werden kann, keine besonderen Werkzeuge und Hilfsmittel erfordert, leicht zerlegbar ist, die.-Welle nicht schwächt und auch nicht anders, z. B. d.urch Verbiegen gefährdet, und ein in die V/elle oder das Zahnrad eingeleitetes Drehmoment sicher und schlupffrei auf den anderen Bauteil überträgt.

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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Zahnrad eine mittige Bohrung hat, die auf einen zylindrischen Teil der Welle verschiebbar und drehbar paßt, daß ferner das Zahnrad zwei au seiner Achse senkrechte ebene Stirnflächen hat, daß mit der Welle antriebsseitig des zylindrischen Teils eine dem zylindrischen Teil zugekehrte zu der Achse senkrechte ebene Fläche verbunden ist und daß die Welle abtriebsseitig des zylindrischen Teils ein mittiges Gewinde auf v/eist, mit dem ein axiales Schraubmittel verbindbar ist, daß weiterhin der Abstand zwischen der mit der Welle verbundenen ebenen Fläche und dem der ebenen Fläche zugekehrten Ende des Gewindes der Welle kleiner ist als der Abstand der Stirnflächen des Zahnrades, daß außerdem das Schraubmittel eine zu seiner Achse senkrechte ebene Fläche hat, die bei mit der Welle verbundenem Schraubmittel dem zylindrischen Teil der Welle zugekehrt ist, daß endlich das Zahnrad eine Schrägverzahnung hat, deren Steigungssinn bei auf das Abtriebsende gesehen linksdrehbarer Welle der Steigung eines Rechtsgewindes entspricht und umgekehrt, und daß bei auf das Abtriebsende gesehen linksdrehbarer Welle das Gewinde des Schraubmittels rechtsgängig ist und umgekehrt.

Besonders ins Gewicht fallen die mit einem in der beschriebenen V/eise hergestellten Getriebe erzielbaren Vorteile bei Kraftwerkseugen. Diese in der Hand des Benützenden liegenden Maschinen sind naturgemäß besonders empfindlich gegen Schwingungen, die z. B. von einer auch nur sehr kleinen Verbiegung der Welle des Schnellaufenden Antriebsmotors ausgehen, Sie müssen räumlich sehr gedrängt aufgebaut und dabei leicht sein, so daß vielteilige Gehäusebauarten, die z. B. durch aufgepreßte Zahnräder bedingt sind, schwerwiegende Nachteile mit sich bringen.

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Einzelheiten und zweckmäßige Weiterbildungen sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel dargestellten Winkelschleifers näher beschrieben und erläutert.

Es, zeigen

Pig. 1 einen Winkelschleifer im Aufriß, teilweise geschnitten Fig. 2 sinnbildlich die Richtung der Schrägverzahnung der in dem Winkelschleifer eingebauten Zahnräder.

Im Folgenden ist mit "handseitig" die Richtung zu dem Stromzuführungskabel hin bezeichnet, mit ."arbeitseitig" die entgegen- . _; gesetzte Richtung; mit "unten" die Richtung der abgehenden Ar- f beitswelle des Getriebes, mit "oben" die entgegengesetzte Richtung.

In Fig. 1 ist ein Winkelschleifer 1 dargestellt, in dessen etwa zylindrischem Motorgehäuse 2 ein nicht dargestellter Antriebsmotor angeordnet ist. Handseitig ist an dem Motorgehäuse 2 ein Handgriff 3 befestigt, der hohl ausgebildet ist, oben einen Schalter 4 trägt und an s-einer Rückseite mit einer elastischen Tülle 5 versehen ist, durch die ein Stromzuführungskabel 6 ,geführt ist.

Arbeitseitig ist an das Motorgehäuse 2 ein Getriebegehäuse 7 an- g gesetzt, in dem ein Winkelgetriebe 8 angeordnet ist. Unten ist das Getriebegehäuse 7 mit einem Getriebegehäusedeckel 9 verschlossen, durch den eine Arbeitswelle 10 ins Freie ragt.

Aus dem Motorgehäuse 2 ragt eine Motorwelle 11 mit einem Wellenstumpf 12 in das Getriebegehäuse 7. Auf dem Wellenstumpf 12 sitzt eine Isolierstoffbüchse 13» die ein mehrfach abgestuftes Wellenvorderteil H trägt. Auf dem handseitigen dicksten Abschnitt 15 des Wellenvorderteils 14 ist ein Lüfter 16 angeordnet. Ein Luftflihrung3ring 17 sitzt an der Verbindungsstelle des Motorgehäuses

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und des Getriebegehäuses. Durch den Luftführungsring 17 saugt der Lufter 16 die erwärmte Luft" aus dem Motorgehäuse, die er durch Öffnungen 18 des Getriebegehäuses ins Freie bläst.

Arbeitsseitig vor dem Lüfter ist der Wellenvorderteil mittels eines Kugellagers 19 in einer Getriebequerv/and 20 des Getriebe-" gehäuses 7 gelagert. Eine Labyrinthdichtung 21 zwischen dem Lüfter und der Getriebequerwand hält das Kugellager 19 staubfrei.

Das Kugellager 19 sitzt mit seinem Innenring auf einem Abschnitt 22 des 7/ellenvorderteils, der einen etwas kleineren Durchmesser als dessen dickerer Abschnitt 15 hat. Arbeitseitig vor dem Abschnitt 22 hat der \7ellenvorderteil einen wiederum auf einen kleineren Durchmesser abgestuften Abschnitt 23, auf den ein Ritzel 24 aufgeschoben ist. Das Ritzel hat auf dem zylindrischen Umfang des Schaftes 25 ein Olrückfördergewinde 26. Dieses Gewinde umgebend ist in der Getriebequerwand 20 eine Dichtungspackung 27 angeordnet. Das Ritzel 24 stützt sich mit der Stirnfläche 28 seines Schaftes 25 gegen den Innenring des Kugellagers 19, der sich wiederum gegen die Stirnfläche 29 des Abschnitts 15 des V/ellenvorderteils stützt.

Arbeitseitig vor dem Abschnitt 23 endet der V/ellenvorderteil mit einem Gewindezapfen 30, auf dessen Rechtsgewinde eine Mutter 31 aufgeschraubt ist.

Oben in dem Getriebegehäuse 7 ist an dessen Viand eine nach unten gerichtete Verdickung 32 angeformt, in deren zylindrisch bearbeitete Innenfläche 33 ein Rollenlager 34 eingesetzt ist. In dem Rollenlager ist die Arbeitswelle 10 mit ihrem oberen Zapfen gelagert. Auf einem anschließenden Abschnitt 36 trägt die Arbeitswelle 10 ein aufgepreßtes Tellerrad 37. Mit einem Kugel-

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lager 38 ist die Arbeitswelle in dem Getriebegehäusedeckel 9 gelagert.

In Fig. 2 ist sinnbildlich die Richtung der Schrägverzahnung des Ritzels 24 und des Tellerrades 37 dargestellt. Beide Zahnräder sind mit einer Kreisbogenverzalmung versehen. Die Zähne sind bei dem Ritzel von der Achse nach außen gesehen im Uhrzeigersinn gekrümmt, v/ährend sie bei dem Tellerrad, von der Achse nach außen gesehen, gegen den Uhrzeigersinn gekrümmt sind. Die Richtung, in der der Motor umläuft, ist in Pig. 1 auf den Flügeln des Lüfters durch Sinnbilder angegeben.

Aus der Zeichnung ist der Vorteil eines Getriebes ersichtlich, in dem z. B. das Ritzel in der beschriebenen Weise auf dem Wellenvorderteil befestigt ist. Beim Zusammenbau wird der läufer des Antriebsmotors mit der Motorwelle, der Isolierstoffbüchse und dem Wellenvorderteil, auf dem der Lüfter sitzt, in das Motorgehäuse eingesetzt. Das Getriebegehäuse mit in die Getriebequerwand eingesetztem Kugellager v/ird an das Motorgehäuse angesetzt und dort befestigt, wobei das Kugellager auf den Abschnitt 22 des Wellenvorderteils gleitet. Das Ritzel wird von Hand auf den Abschnitt 23 des Wellenvorderteils geschoben, dann wird von Hand die Mutter 31 bis zum Anliegen an das Ritzel 24 auf den Gewindezapfen 30 geschraubt. Bei den ersten belaste- ä ten Umläufen der Arbeitswelle 10 wird durch die Schrägverzahnung das Ritzel 24 nach vorne gegen die Mutter 31 gezogen. Die Reibung zwischen dem Ritzel und der Mutter in Verbindung mit dem zwischen dem 7,'ellenvorderteil und dem Ritzel auftretenden / Schlupf läßt das Wellenvorderteil sich in die Mutter hineinschrauben, wodurch die Mutter das Ritzel gegen den Innenring des Kugellagers 19 und damit gegen die Stirnfläche 29 des Abschnitts 15 des Wellenvorderteils verspannt. Ein Pestziehen und

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Sichern der Verbindung ist also nicht nötig; das Zahnrad wird um so fester eingespannt, je grüßer das von dem Getriebe zu übertragende Drehmoment ist.

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Claims

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Ansprüche

j 1.^Getriebe mit mindestens einem auf einer in nur einer Richtung drehbaren Y/elle befestigten Zahnrad, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (24) eine mittige Bohrung hat, die auf einen zylindrischen Teil (23) der Welle (H) verschiebbar und drehbar paßt, daß ferner das Zahnrad zwei zu seiner Achse senkrechte ebene Stirnflächen hat, daß mit der Welle antriebsseitig des zylindrischen Teils eine dem zylindrischen Teil * zugekehrte zu der Achse senkrechte ebene Fläche (19/29) verbunden ist und daß die Welle abtriebsseitig des zylindrischen Teils (23) ein mittiges Gewinde (30) aufweist, mit dem ein axiales Schraubmittel (31) verbindbar ist, daß weiterhin der Abstand zwischen der mit der Welle verbundenen ebenen Fläche (19) und dem der ebenen Fläche zugekehrten Ende des Gewindes (30) der "Zelle kleiner ist als der Abstand der Stirnflächen des Zahnrades, daß außerdem das Schraubmittel (3I) eine zu seiner Achse senkrechte ebene Fläche hat, die bei mit der ([ Welle verbundenem Schraubmittel dem zylindrischen Teil (23) der Welle zugekehrt ist, daß endlich das Zahnrad (24) eine Schrägverzahnung hat, deren Steigungssinn bei auf das Abtriebsende gesehen linksdrehbarer Welle der Steigung eines Rechtsgewindes entspricht und umgekehrt, und daß bei auf das Abtriebsende gesehen linksdrehbarer Welle das Gewinde des Schraubmittels rechtsgängig ist und umgekehrt.

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2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als Bestandteil eines Kraftwerkzeugs, insbesondere einer Winkelschleifmaschine O) ausgebildet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle als Welle eines Antriebsmotors ausgebildet ist.

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