DE69801293T2

DE69801293T2 - Handwerkzeugmaschine mit geschmiertem Winkelgetriebe

Info

Publication number: DE69801293T2
Application number: DE69801293T
Authority: DE
Inventors: Jan Conny Heiskanen; Anders Urban Jansson
Original assignee: Atlas Copco Tools AB
Current assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2002-07-04
Anticipated expiration: 2018-02-19
Also published as: EP0861997A1; EP0861997B1; US6109366A; SE9700579D0; DE69801293D1; SE509564C2; SE9700579L; JPH10329055A; JP4404387B2

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Motorwerkzeug derjenigen Art, bei welcher ein Rotationsmotor über einen Winkeltrieb antreibend mit einer Ausgangswelle verbunden ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Motorwerkzeug der vorstehenden Art, bei welcher der Winkeltrieb ein Getriebegehäuse, ein mit dem Motor verbundenes Ritzelzahnrad, ein mit der Ausgangswelle verbundenes und mit dem Ritzelzahnrad in~ Eingriff stehendes Kegelzahnrad und Schmiermittel abgebende Mittel aufweist, die in dem Getriebegehäuse angeordnet sind, um den Winkeltrieb mit einem Schmiermittel zu versorgen. Ein viele Winkelmotorwerkzeuge, wie z. B. Rotationsschleif- oder -schneidwerkzeuge, betreffendes Problem ist die begrenzte Standzeit des Winkeltriebes. Dies geschieht hauptsächlich infolge einer ungenügenden Schmierung der Verzahnung des Ritzels und des Kegelrades, die zu starkem Reibungsverschleiß und Wärmeentwicklung in dem Getriebe führt.
Vormals wurde die Schmierung des Winkeltriebes einfach durch erneutes Befüllen des Getriebegehäuses mit einer bestimmten Menge an Schmierfett und Hinzufügen von etwas mehr Schmierfett nach bestimmten Betriebsintervallen bewerkstelligt. Dies hat sich jedoch als wenig zufriedenstellend erwiesen, weil nach einer vergleichsweise kurzen Zeit des Werkzeugbetriebes die schwereren Bestandteile des Schmierfettes, d. h. die Komponenten mit höherer Viskosität, an den Getriebegehäusewandungen abgelagert werden, während die leichteren Komponenten, d. h. die Komponenten niedrigerer Viskosität dazu neigen, aus dem Getriebegehäuse durch die Abdichtmittel der Ausgangswelle zu lecken. Eine solche Leckage ist bei pneumatischem Motorwerkzeugen größer, weil in diesen Werkzeugen immer ein bestimmter über Atmosphärenniveau liegender Druck in dem Winkeltriebgehäuse vorherrscht.
Die vorstehenden Probleme bedeuten, daß die Schmierintervalle recht kurz sein müssen, um nicht einen trockenen Betrieb des Winkeltriebes zu riskieren. Es ist allerdings zu beobachten, daß eine zu große Menge an Fett in dem Getriebegehäuse sowohl eine nachteilige Überhitzung des Fettes wie auch des gesamten Winkeltriebes infolge von innerer Reibung oder Hysterese in dem Schmierfett verursacht.
Es sind bereits Anstrengungen unternommen worden, dieses Problem durch Vorsehen unterschiedlicher Arten von Schmiermittel abgebenden Mitteln zu lösen. In dem US-Patent Nr. 3 719 254 wird ein Winkeltrieb eines Motorwerkzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben, bei welchem ein Schmiermittelvorrat auf der Ausgangswelle zur gemeinsamen Rotation mit dieser befestigt ist. Dieser Vorrat schließt ein absorbierendes Hülsenelement ein, das mit Schmiermittel einer relativ niedrigen Viskosität getränkt und derart angeordnet ist, daß es dieses Schmiermittel durch Zentrifugalwirkung auf die Verzahnung beim Betrieb des Werkzeuges abgibt. Ein Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung besteht in der Begrenzung der Größe des Vorrates. Seine Radialabmessung ist durch den zwischen der Ausgangswelle und der Endfläche des Ritzels zur Verfügung stehenden Raum beschränkt. Das Reservoir könnte sich selbstverständlich axial erstrecken, jedoch würde dies zu einem unerwünschten Anstieg der Außenabmessungen des Winkelkopfes führen. Ein Schmiermittelvorrat mit kleiner Größe führt zu kürzeren Abschmierintervallen.
Eine weitere bereits vorgeschlagene Lösung betreffend das Problem der Schmierung des Winkeltriebes ist in dem US-Patent Nr. 4 403 679 beschrieben. Der in diesem Patent beschriebene Winkeltrieb besitzt ein absorbierendes Hülsenelement, das unbeweglich an dem Getriebegehäuse montiert ist und die Ausgangswelle umgibt. Diese Hülse, die zwei Bereiche mit unterschiedlichen Absorptionseigenschaften aufweist, ist ursprünglich mit einem Schmiermittel gesättigt und so gestaltet, daß sie das Schmiermittel durch Gravitation auf die Verzahnung des Kegelrades dosiert. Ein Nachteil bei dieser Vorrichtung besteht darin, daß ein Schmiermittel mit vergleichsweise niedriger Viskosität verwendet werden muß. Dies bedeutet wiederum, daß auch dann, wenn das Werkzeug zeitweise außer Betrieb ist oder für eine kürzere oder längere Zeitdauer gelagert wird, Schmiermittel kontinuierlich von der absorbierenden Hülse abgegeben wird. Dadurch kann das Schmiermittel irgendwo indem Getriebegehäuse angesammelt werden, wo es zum Schmieren des Getriebes unwirksam sein wird, wenn das Gehäuse wieder in Betrieb genommen wird.
Das zuvor dargelegte Problem sowie die Nachteile der zuvor beschriebenen Vorrichtungen werden durch das erfindungsgemäße Motorwerkzeug, wie es in den Ansprüchen beschrieben ist, überwunden.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend mit Bezug die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Winkelantriebskopfes eines Motorwerkzeuges;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Schmiermittelbehältnisses, das in dem in Fig. 1 gezeigten Winkelantrieb enthalten ist.
Das in Fig. 1. gezeigte Motorwerkzeug besitzt ein Gehäuse 10, einen Rotationsmotor (nicht gezeigt), und einen Winkeltrieb 11. Letzterer ist in einem Getriebegehäuse 12 angeordnet, das an dem Gehäuse 10 angebracht ist und eine Ritzelwelle 13, die antreibend mit dem Motor gekoppelt ist, ein Ritzelzahnrad 14 und eine Ausgangswelle 16 umschließt. Ein Kegelzahnrad 17 ist mit der Ausgangswelle 16 durch eine Feder 18 verriegelt und greift in das Ritzelzahnrad 14 ein.
Die Abtriebswelle 16 ist in einem rückwärtigen Lager 19 und in einem vorderen Lager 20 gelagert, von welchen das rückwärtige Lager 19 in einem Buchsenbereich 22 in dem Getriebegehäuse 12 und das vordere Lager 20 axial durch ein Gewinderingelement 23 axial abgestützt ist, das einen Endverschluß des Getriebegehäuses 12 bildet. Das Ringelement 23 besitzt eine mittige Öffnung 24, durch welche ein Antriebsende 26 der Ausgangswelle 16 aus dem Getriebegehäuse 12 ragt, und an dem Ringelement 23 ist ein Dichtring 27 zum Abdichten der Öffnung 24 um die Ausgangswelle 16 vorgesehen. Das Antriebsende 26 der Ausgangshülle 16 ist derart beschaffen, daß es jeglichen Standardwerkzeugeinsatz, beispielsweise ein Schleifwerkzeug, tragen kann.
In dem Getriebegehäuse 12 ist zwischen dem rückwärtigen Lager 19 und dem Kegelrad 17 ein becherförmiges Schmiermittelbehältnis 28 montiert, das eine Stirnwand 29 und eine Umfangsseitenwand aufweist. Letztere besitzt einen zylindrischen Abschnitt 30 und einen flachen Abschnitt 31. Die Stirnwand 29 ist flach und besitzt eine kreisförmige Öffnung 32, durch welche sich die Abtriebswelle 16 erstreckt (siehe Fig. 2). Das Behältnis 28 ist mit der Stirnwand 29 nahe dem Kegelrad 17 und mit dem flachen Seitenwandabschnitt 31 der Stirnfläche des Rttzelzahnrades. 14 (siehe Fig. 1) zugewandt, anordenbar. Der zylindrische Seitenwandabschnitt 30 ist durch Schlitzöffnungen 35a, 35b und 35c in vier axial ausgerichtete Zungen oder Finger 36a, 36b, 36c, 36d unterteilt, die an ihrem freien oberen Ende jeweils mit einer äußeren, in Umfangsrichtung liegenden Rippe 38 versehen sind. Letztere dient dazu, durch Einschnappwirkung mit einem Umfangsabsatz 39 in dem Getriebegehäuse 12 zusammenzuwirken, um das Behältnis 28 axial in dem Getriebegehäuse 12 zu verriegeln. Der Absatz 39 ist durch eine Teilumfangsnut 40 in dem Getriebegehäuse 12 ausgebildet. Der flache Seitenwandabschnitt 31 ist nicht mit den benachbarten Zungen 36a, 36d des zylindrischen Wandabschnitts 30 verbunden, sondern läßt die Zungen 36a, 36d frei, sich elastisch zu verbiegen, um die Schnappwirkung zwischen den Rippen 38 und dem Absatz 39 sicherzustellen.
Bei korrekter Montage in dem Getriebegehäuse 12 sind die Schlitze 35a-c des zylindrischen Seitenwandabschnittes 30 vollständig durch eine sie umgebende Innenwandung 41 des Getriebegehäuses 12 abgedeckt, um das Behältnis 28 vollständig becherförmig auszubilden. Mittels eines Schmiernippels 42, der in einer seitlichen Öffnung 45 in dem Getriebegehäuse 12 montiert ist und sich durch einen der Schlitze 35b in der Seitenwandung in das Behältnis 28 erstreckt, kann dieses mit Schmiermittel aufgefüllt werden. In seiner Stirnwand 29 ist das Behältnis 28 mit einer Öffnung 43 von kleiner Größe versehen, durch welche das Schmiermittel hauptsächlich durch Schwerkraft auf das Kegelrad 17 verteilt wird. Um das Schmiermittel dazu zu bringen, die Öffnung 43 zu erreichen, ist ein Bewegungselement in der Form einer frei beweglichen Metallkugel 44 vorgesehen. Infolge von vibrierenden und anderen Bewegungendes Werkzeuggehäuses 10 und Getriebegehäuse 12 während des Betriebs des Werkzeuges, bewegt sich die Kugel 44 in dem Behältnis 28 umher, wobei sie das Schmiermittel bewegt und dazu bringt, sich in verschiedenen Richtungen zu bewegen, u. a. in die Richtung der Auslaßöffnung 43.
Während des Betriebes des Werkzeuges wird das Schmiermittel aus dem Behältnis 28 über die Öffnung 43 auf die Verzahnung des Kegelzahnrades 17 verteilt, um den Winkeltrieb 11 zu schmieren. Das Schmiermittel verharrt jedoch nicht auf der Verzahnung, sondern wird unter Zentrifugalwirkung weggeschleudert und auch durch die recht starke Bewegung der Verzahnung in seine schwereren und leichteren Bestandteile getrennt. Die schwereren Komponenten, die eine höhere Viskosität besitzen, werden an den Wänden des Getriebegehäuses 12 abgelagert, während die leichteren Komponenten, die eine kleinere Viskosität besitzen, dazu neigen, aus dem Getriebegehäuse 12 durch den Dichtring 27 der Ausgangswelle zu lecken. Bei bestimmten Wartungsintervallen muß mehr Schmiermittel durch den Nippel 42 zugeführt werden, um das abgelagerte und herausgeleckte Schmiermittel, das ursprünglich dem Behältnis 28 zugeführt worden war, auszugleichen. Nach einer bestimmten Anzahl von Wartungsintervallen muß der Winkeltrieb zerlegt und von all den abgelagerten, schwereren Schmiermittelkomponenten, die sich während des Betriebes an den Wänden des Getriebegehäuses gesammelt haben, gereinigt werden.
Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte und beschriebene Beispiel beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereiches der Ansprüche variiert werden. Beispielsweise kann das Schmiermittelbehältnis 28 aus jeglichem geeigneten Material, wie z. B. Blech oder Kunststoff, gefertigt sein, und die Seitenwandzungen 36a-d des Behältnisses 28 können in ihrer Anzahl und Ausbildung variiert werden. Die Erfindung ist auch nicht auf eine Vorrichtung mit einem Bewegungselement in Form einer Kugel 44 beschränkt. Es können auch mehr als ein Bewegungselement vorgesehen sein. Auch kann mehr als eine Schmiermittelauslaßöffnung 43 vorhanden sein. Ferner versteht es sich, daß die Anzahl und Ausbildung der Bewegungselemente ebenso wie die Lage und Größe des Schmiermittelauslaßes in Abhängigkeit von den Viskositätseigenschaften des tatsächlich verwendeten Typs von Schmiermittel verändert werden können.

Claims

1. Motorwerkzeug mit einem Rotationsmotor, einer rotierenden Ausgangswelle (26) und einem Winkeltrieb (11), der den Motor mit der Ausgangswelle (26) verbindet und ein Getriebegehäuse (12), ein mit dem Motor verbundenes Ritzelzahnrad (14), ein mit der Ausgangswelle (26) verbundenes Kegelzahnrad (17) und Schmiermittel abgebende Mittel (28, 44) besitzt, die in dem Getriebegehäuse (12) angeordnet sind und dazu dienen, den Winkeltrieb (11) mit Schmiermittel zu versorgen, wobei die Schmiermittel abgebenden Mittel (28, 44) ein Schmiermittelbehältnis (28) aufweisen, das eine Umfangsseitenwand (30, 31), die sich im wesentlichen parallel zu der Ausgangswelle (26) erstreckt, und eine Stirnwand (29) besitzt, die im wesentlichen transversal zu der Seitenwand (30, 31) und der Ausgangswelle (26) liegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (28) in dem Getriebegehäuse (12) unbeweglich gehalten ist, die Stirnwand (29) nahe des Kegelzahnrades (17) angeordnet ist und eine Auslaßöffnung (43) für das Schmiermittel aufweist und daß wenigstens ein Bewegungselement (44) innerhalb des Behältnisses (28) frei beweglich derart angeordnet ist, daß das Schmiermittel unter der Wirkung von im Zusammenhang mit dem Werkzeugbetrieb stehenden Vibrationsbewegungen des Getriebegehäuses (12) bewegt und dadurch das Ausbreiten des Schmiermittels in Richtung der Auslaßöffnung (43) erleichtert wird.

2. Motorwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebegehäuse (12) mit sich seitlich erstreckenden Durchtrittsmitteln (42) versehen ist, um ein Nachfüllen des Behältnisses aus einer außenliegenden Schmiermittelquelle zu ermöglichen.

3. Motorwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsseitenwand (30, 31) des Behältnisses (28) mit einer Einlaßöffnung (35b) für Schmiermittel versehen ist und die Durchtrittsmittel (42) des Getriebegehäuses (12) derart angeordnet sind, daß sie mit der Einlaßöffnung (42) für das Schmiermittel zusammenfallen.

4. Motorwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wenigstens eine Bewegungselement (44) aus einer Metallkugel besteht.

5. Motorwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis (28) becherförmig ist und seine Umfangsseitenwand (30, 31) durch Schlitze (35a -c) in eine Anzahl axial ausgerichteter Zungen (36a- d) unterteilt ist, die jeweils an ihrem freien Ende mit einer äußeren, in Umfangsrichtung verlaufenden Rippe (38) ausgebildet sind, die zum Zusammenwirken durch Einschnappen mit einem entsprechenden Absatz (39) in dem Getriebegehäuse (12) vorgesehen sind, um das Behältnis (28) in dem Getriebegehäuse (12) axial zu verriegeln.

6. Motorwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schlitze (35b) die Einlaßöffnung für Schmiermittel bildet.

7. Motorwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiernippel (45) in der Durchtrittsöffnung (42) in dem Getriebegehäuse montiert ist, wobei sich der Nippel (45) in die Einlaßöffnung (35b) für Schmiermittel des Behältnisses (28) erstreckt und dadurch eine Drehverriegelung für das Behältnis (28) bildet.