DE2643767A1

DE2643767A1 - Schnellaufendes getriebe

Info

Publication number: DE2643767A1
Application number: DE19762643767
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Voss; Karl Dr Ing Wanner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1978-04-06

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem schnellaufenden Getriebe nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei bekannten ölgeschmierten Bohrhammern, welche ein schnellaufendes Getriebe aufweisen dabei aber keinen Druckausgleich zur Außenatmosphäre besitzen, kann im Getrieberaum, in dem gleichzeitig auch das Schlagwerk des Bohrhammers angeordnet ist, sich ein Überdruck von bis zu ein Barr aufbauen. Dieser Überdruck kann zu Undichtheiten und zum raschen Verschleiß der ritzelseitigen Dichtung, welche auf dem Teil der mit dem im Motorrau#m angeordneten elektrischen Antriebsmotor verbundenen Motorwelle sitzt und den Wellendurchgang der Antriebswelle durch eine den Motor- vom Getrieberaum trennende Wand abdichtet, führen. Solche Undichtheiten lassen einerseits Ölärosole vom Getriebe in den Motorraum gelangen, wodurch die Schmierung des Getriebes bzw. des Schlagwerks gefährdet wird. Außerdem können über die Undichtheiten Staub und Schmutz in den Getrieberaum gelangen.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße schnellaufende Getriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß ein gesicherter Luftausgleich des Getrieberaumes mit der Außenatmosphäre stattfindet, ohne daß Schmiermittel verloren geht.
Als besonders einfach hat sich erwiesen, daß Ventilglied als am Umfang des Wellenteils anliegender Flachbandring auszuSühren. Wird Wert auf eine besonders hohe Lebensdauer und Ausfallsicherheit gelegt, so kann das Ventilglied in einer Ventilpatrone geführt werden, welche in die Radialbohrung eingepreßt ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen schnellaufenden Getriebes möglich.
Zeichung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen Figur 1 einen Schnitt durch einen Motor- und einen Getrieberaum eines Bohrhammers, Figur 2a, b einen Schnitt durch einen Wellenteil längs II-II der Figur 1 im Stillstand und im Betrieb, Figur 3 einen vergrößerten Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wellenteils gemäß Figur 1, Figur 4 einen Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Wellenteils gemäß Figur 3, Figur 5a, b einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wellenteils gemäß Figur 2, Figur 6 einen Längsschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel eines Wellenteils gemäß Figur 6, Figur 7 eine Einzelheit gemäß VII der Figur 6 und Figur 8 ein Querschnitt längs Vill-Vill der Figur 7.
Beschreibung der Erfindung In Figur 1 der Zeichnung ist ein Teilschnitt durch einen Motorraum 1 eines Bohrhammers dargestellt, der durch eine Trennwand 2 von einem ebenfalls im Gehäuse des Bohrhammers untergebrachten Getrieberaum 3 getrennt ist. In der Zeichnung nicht dargestellt ist das im Getrieberaum 3 untergebrachte Getriebe und das ebenfalls im Getrieberaum angeordnete Schlagwerk des Bohrhammers.
Im Motorraum 1 ist ein elektrischer Antriebsmotor des Bohrhammers angeordnet, von dem in der Zeichnung Statorwicklungen 4 und ein Anker 5 erkennbar sind. Die Ankerwelle 6 trägt ein im Motorraum angeordnetes Lüfterrad 7. Zwischen dem Lüfterrad 7 und dem Anker 5 ist im Motorraum 1 eine Luftleitplatte 8 angeordnet. Über einen Luftschlitz 9 ist der Motorraum 1 mit der Außenatmosphäre verbunden.
Das freie, ein Ritzel 10 tragende'Ende 11 der Motorwelle 6 greift durch eine Bohrung 12 in der Trennwand 2 in den Getrieberaum 3. Der Wellenteil 11 ist in einem Kugellager 13, welches in einem zylindrischen Lagerfortsatz 14 der Trennwand 2 angeordnet ist, gelagert. Auf der dem-Ritzel 10 abgewandten Seite sitzt auf dem Wellenteil 11 eine Wellendichtung 15, die die Bohrung 12 und damit letztlich den Motorraum 1 gegen den Getrieberaum 3 abdichtet. Im Wellenteil 11 ist ein als koaxiale, an ihrer stirnseitigen Ausmündung durch einen Stopfen 16 verschlossene Bohrung ausgebildeter Entlüftungskanal 17 angeordnet. Das innere Ende des Entlüftungskanals 17 ist über eine Querbohrung 18 mit dem mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehenden Motorraum 1 verbunden. Auf der anderen Seite hat der Entlüftungskanal 17 eine als Radialbohrung 19 ausgestaltete Ausmündung, die zwischen dem Kugellager 13 und der Wellendichtung 15 im Innenraum des Lagerfortsatzes 14, der durch die Zwischenräume zwischen den Kugeln des Kugellagers 13 mit dem Getrieberaum 3 in Verbindung steht, ausmündet. über den Entlüftungskanal -17 ist also eine Verbindung zwischen dem Motorraum 1 und dem Getrieberaum 3 herstellbar. Die Radialbohrung 19 ist mit einem in Richtung auf den Getriebraum 3 öffnenden Rückschlagventil 20 versehen. Das Rückschlagventil 20 hat ein als am Umfang des Wellenteils 11 anliegender, die Ausmündung der Radialbohrung 19 abdeckender Flachbandring aus gummielastischem Werkstoff ausgebildetes Ventilglied 21. Der das Ventilglied 21 bildende Flachbandring ist einer am Umfang des Wellenteils 11 eingearbeiteten Ringnut 22 eingelegt. Im Bereich der Ausmündung der Radialbohrung 19 weist die Ringnut 22 eine sehnenartig verlaufende Vertiefung 23 auf, in der das Ventilglied 21 liegt (Figur 2a, b). Die Vertiefung 23 hat bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine gekrümmte Bodenfläche, deren Krümmungsradius größer ist als derjenige der Bodenfläche der Ringnut.
Die Funktion der beschriebenen Einrichtung ist folgendermaßen: Dehnt sich im Betrieb des beschriebenen schnellaufenden Getriebes-die Luft im Getrieberaum 3, in dem beim dargestellten Bohrhammer auch noch das Schlagwerk angeordnet ist, durch Erwärmung und unter Umständen auch durch bei Kompression und Reibung durch Selbstentzündung von benebeln entstehende Verbrennungsgase aus, dann kann der im Getrieberaum 3 sich bildende Überdruck unter dem unter der Wirkung der Fliehkraft von seinem Sitz abgehobenen Ventilglied 21 über den Entlüftungskanal 17 zum mit der Außenatmosphäre verbundenen Motorraum 1 hin abgebaut werden.
Figur 2a zeigt den Wellenteil 11 im Stand, Figur 2b im Lauf, bei dem das Ventilglied abhebt. Im Getrieberaum 3 vorhandene Schmierstoffe werden von der durch den Entlüftungskanal 17 hindurchströmende Luft nicht mitgerissen. Die Schmierstoffe, deren spezifisches Gewicht um Potenzen höher liegt, als das der Luft, müßten nämlich entgegen der Schleuderwirkung durch die Radialbohrung 19 hindurchtreten. Ein im Getrieberaum 3 auf die beschriebene-Art und Weise entstehender Überdruck der zu Undichtheiten des Gehäuses und zum raschen Verschleiß etwa der Wellendichtung 15 führen kann, wird auf diese Weise sicher verhindert. Wird der beschriebene Bohrhammer abgestellt, so kühlt sich die im Getrieberaum 3 befindliche Luft ab und zieht sich wieder zusammen. Der dabei entstehende Unterdruck, der sinngemäß ähnlich schädliche Wirkungen entfalten kann, wie der beschriebene Überdruck, wird dann ausgeglichen, indem Außenluft über den Entlüftungskanal 17 und das sich in Richtung auf den Getrieberaum 3 öffnende Rückschlagventil 20 in den Getrieberaum 3 einströmen kann. Das Rückschlagventil 20 spricht dabei je nach der Vorspannung des als Flachbatterie ausgestalteten Ventilglieds 21 und der Krümmung der Vertiefung 23 früher oder später an.
Natürlich kann die Vertiefung 23 - entgegen der in den Figuren 2a, b dargestellten Ausführungsform - auch eine ebene Bodenfläche haben. Ist die Bodenfläche eben, dann hebt das Ventilglied 21 bereits bei geringerer Drehzahl von seinem Sitz ab und öffnet das Rückschlagventil, während er bei starker Krümmung der Bodenfläche und großer Vorspannkraft erst bei höherer Drehzahl abheben würde.
Bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel eines Wellenteils 31 ist im Entlüftungskanal 37 ein luftdurchgängiges Filter 38 angeordnet, welches verhindert, daß beim Luftausgleich Staub und Schmutz in den Getrieberaum 3 gelangt.
Das Filter 38 sitzt im gleichen axialen Bereich des Wellenteils 31 wie die Radialbohrung 39, die der Radialbohrung 19 des ersten Ausführungsbeispiels vollkommen entspricht. Von der aus dem Getrieberaum 3 in den Motorraum 1 überströmenden Luft mitgerissene ölnebel- koagulieren beim Durchgang durch das Filter wieder zu öltröpfchen, die unter der Wirkung der Fliehkraft durch die im gleichen axialen Bereich wie das Filter liegende Bohrung 39 wieder in den Getrieberaum 3 -zurückgeschleudert werden. Das Filter 38 kann aus einem Drahtgeflecht bestehen oder auch als Sintermetallteil ausgestaltet sein.
Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Rückschlagventil 40, das im Aufbau - wie Figur 4 erkennen läßt -sinngemäß dem Rückschlagventil 20 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht, in einem gesonderten Ventilkörper 42 angeordnet, der in eine axiale Erweiterung 48 des Entlüftungskanals 47 im Wellenteil 41 eingesetzt ist. Natürlich kann im Ventilkörper 42 auch ein dem Filter 38 gemäß Figur 3 entsprechendes Filter angeordnet werden.
In den Figuren 5a, b ist (in Figur 5a im Stand und in Figur 5b in Rotation) ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Ventilglieds 51 dargestellt. Dieses ebenfalls als Flachbandring ausgestaltete Ventilglied 51 hat eine radial verlaufenden, rohrstutzenähnlichen Fortsatz 52, dessen Achse im Winkel zur Achse der Radialbohrung 19 steht. Durch den Fortsatz 52 wird die Fliehkraftwirkung auf der eintretenden Luft mitgerissene Schmiermittelteilchen vergrössert, so daß diese wieder in den Getrieberaum 3 zurückgeschleudert werden.
In den Figuren 6 bis 8 ist eine andere Ausbildung des Rückschlagventils dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das als Kugel ausgestaltete Ventilglied 61 in einer Ventilpatrone 62 geführt, welche in eine Radialbohrung 69, die in der Radialbohrung 19 des ersten Ausführungsbeispiels entspricht und die den Entlüftungskanal 67 mit dem Getrieberaum 3, verbindet, eingepreßt ist.
Das von einer Druckfeder 70 belastete, kugelförmige Ventilglied 61 ist in der hülsenförmigen Ventilpatrone 62, die z. B. aus Blech geformt sein kann, angeordnet. Zur besseren Führung des kugelförmigen Ventilglieds 61 hat die hülsenförmige Ventilpatrone 62 drei parallel zu Mantellinien der Patrone angeordnete, nach innen durchgedrückte Sicken 71. Dieses als gesondertes Einzelteil ausgebildete Rückschlagventil kann mit geringstem Aufwand eingebaut werden. Außerdem ist eine Schwächung des Wellenquerschnitts durch Anordnung einer Ringnut wie in den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen nicht notwendig.

Claims

A n 5 p rüche 1~) Schnellaufendes Getriebe, insbesondere in einer elektrischen Handwerkzeugmaschine, welches einen Wellenteil aufweist, der einen vom Getrieberaum getrennten mit der Außenluft verbundenen Raum berührt, dadurch gekennzeichnet, daß im Wellenteil (11, 31, 41, 71) ein vorzugsweise koaxial verlaufender Entlüftungskanal (17, 37, ~17, 67) verläuft, der einerseits in dem mit der Außenluft verbundenen Raum (1) endet und dessen auf der anderen Seite gelegene Ausmündung (19, 39, 69) im Getrieberaum (3) mit einem in Richtung auf den Getrieberaum (3) öffnenden Rückschlagventil (20, 50, 60) versehen ist, dessen Ventilglied (20, 51, 61) bei drehendem Wellenteil unter der Wirkung der Zentrifugalkraft von seinem Sitz abhebt.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung als Radialbohrung (19, 39, 69) ausgestaltet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (21, 513 als am Umfang des Wellenteils (11) anliegender, die Ausmündung (19) abdeckender Flachbandring aus gummielastischem Werkstoff ausgebildet ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandring (21, 51) in einem Umfang des Wellenteils (11) eingearbeiteten Ring (22) liegt.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (22) im Bereich der Ausmündung (19) mit einer - in Bezug auf den Querschnitt des Wellenteils gesehen - sehnenartig verlaufenden Vertiefung (23) versehen ist, in der der Flachbandring (21, 51) liegt.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung eine ebene Bodenfläche hat.
7. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (23) eine gekrümmte Bodenfläche hat, deren Krümmungsradius größer ist als derjenige der Bodenfläche der Ringnut (22).
8. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachbandring (51) einen radialen röhrstutzenähnlichen Fortsatz (52) hat, dessen Achse im Winkel zur Achse der Radialbohrung (19) steht.
9. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichet, daß das Ventilglied (61) in eine Ventilpatrone (62) geführt ist, welche in die Radialbohrung (69) eingepreßt ist.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilglied (61) eine Kugel ist, die in einer hülsenförmigen, vorzugsweise aus Blech geformten Ventilpatrone (62) von einer Druckfeder (70) belastet angeordnet ist.
11. Getriebe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die hülsenförmige Ventilpatrone (62) mindestens drei parallel zur Wiantellinie der Patrone angeordnete, nach innen durchgedrückte Sicken (71) aufweist, die das Ventilglied (61) führen.
12. Getriebe nach eienm der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Entlüftungskanal (37) ein luftdurchgängiges Filter (38) angeordnet ist.
13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (38) im gleichen axialen Bereich des Wellenteils (31) liegt, wie die Radialbohrung (39).
14. Getriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (38) aus Drahtgeflecht besteht.
15. Getriebe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter als Sintermetallteil ausgestaltet ist.
16. Getriebe mit einem Rückschlagventil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückschlagventil (40) in einem gesonderten Ventilkörper (42), insbesondere aus Kunststoff angeordnet ist, welcher in eine axiale Erweiterung (48) des Entlüftungskanals (47) in eine Stirnseite des Wellenteils (41) im Getrieberaum (3) eingesetzt ist.
17. Getriebe nach Anspruch 12 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (42) auf das Filter (38) aufnimmt.
18. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Außenluft verbundene Raum der vorzugsweise mit einer Zwangslüftung versehene Motorraum (1) ist.
19. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wellenteil (11, 31, 41, 71) das freie, ein Ritzel tragende Ende der Motorwelle eines elektrischen Antriebsmotors einer Handwerkzeugmaschine ist, in der der Entlüftungskanal in einer Querbohrung (18), die nahe einem auf der Motorwelle (6) angeordneten Lüfterrad (7) ausmündet.