WO2012130304A1

WO2012130304A1 - Planet gear for a planetary gear train

Info

Publication number: WO2012130304A1
Application number: PCT/EP2011/054952
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Müller; Stephanie MIßNER; Thomas Maier
Original assignee: Alfred Kärcher Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-04
Also published as: CN103477122A; BR112013018724A2; EP2691673A1

Abstract

The invention relates to a planet gear (10) for a planetary gear train, comprising a bearing bush (12) for connecting to a planet carrier of the planetary gear train and comprising a toothed ring (14), which surrounds the bearing bush (12) in the circumferential direction and which is made of plastic. In order to develop the planet gear in such a way that it can be produced and installed cost-effectively, the bearing bush (12) forms a plain bearing made of plastic and the toothed ring (14) is formed on the bearing bush (12) as a plastic molded part. The invention further relates to the use of such a planet gear in a planetary gear train of a cleaning device driven by a motor.

Description

Planetenrad für ein Planetengetriebe Planetary gear for a planetary gear

Die Erfindung betrifft ein Planetenrad für ein Planetengetriebe mit einer Lagerbuchse zur Anbindung an einen Planetenträger des Planetengetriebes und mit einem die Lagerbuchse in Umfangsrichtung umgebenden Zahnkranz, der aus Kunststoff gefertigt ist. The invention relates to a planetary gear for a planetary gear with a bearing bushing for connection to a planet carrier of the planetary gear and a bearing bush surrounding the circumferential gear ring, which is made of plastic.

Planetengetriebe dienen der Kraft- und Bewegungsübertragung zwischen einer Antriebswelle, beispielsweise einer Motorwelle, und einer Abtriebswelle. Sie umfassen ein zentral angeordnetes erstes Zahnrad, das üblicherweise als Sonnenrad bezeichnet wird und das über mehrere zweite Zahnräder, die üblicherweise als Planetenräder bezeichnet werden, mit einem innen verzahnten Hohlrad gekoppelt ist. Die Planetenräder sind an einem Planetenträger des Planetengetriebes drehbar gehalten. Aus der EP 1 967 761 A2 ist ein aus Kunststoff gefertigtes Planetenrad bekannt mit axial vorstehenden Lagerzapfen, die in Lagerbohrungen des Planetenträgers drehbar gehalten sind . Planetary gears serve the transmission of force and movement between a drive shaft, for example a motor shaft, and an output shaft. They include a centrally located first gear, which is commonly referred to as a sun gear and which is coupled via a plurality of second gears, which are commonly referred to as planet gears, with an internally toothed ring gear. The planet gears are rotatably supported on a planetary carrier of the planetary gear. From EP 1 967 761 A2, a plastic planetary gear is known with axially projecting bearing journals which are rotatably supported in bearing bores of the planet carrier.

Aus der DE 10 2006 029 404 AI ist ein Planetenrad bekannt, bei dem die Lagerbuchse als Stahlbuchse ausgeführt ist zur Lagerung des Planetenrades beispielsweise auf einem Nadellager. Die Stahlbuchse ist von einem Zahnkranz umgeben, der aus einem hochfesten, hitzebeständigen Kunststoff gefertigt ist. From DE 10 2006 029 404 AI a planetary gear is known in which the bearing bush is designed as a steel bushing for mounting the planetary gear, for example, on a needle bearing. The steel bushing is surrounded by a ring gear, which is made of a high-strength, heat-resistant plastic.

Die Lagerung des Planetenrades mit Hilfe einer Stahlbuchse auf einem Nadellager ermöglicht eine verschleißarme Lagerung . Allerdings ist die Herstellung des Planetenrades und auch dessen Montage am Planetenträger mit nicht unbeträchtlichen Kosten verbunden. The storage of the planetary gear by means of a steel bushing on a needle bearing allows a low-wear bearing. However, the production of the planetary gear and its mounting on the planet carrier is associated with not inconsiderable costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Planetenrad der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass es kostengünstiger herstellbar und montierbar ist. Diese Aufgabe wird bei einem Planetenrad der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Lagerbuchse ein aus Kunststoff gefertigtes Gleitlager ausbildet und der Zahnkranz als Kunststoffformteil an die Lagerbuchse angeformt ist. Object of the present invention is to develop a planetary gear of the type mentioned in such a way that it is cheaper to produce and assemble. This object is achieved according to the invention in a planetary gear of the type mentioned in that the bearing bush forms a slide bearing made of plastic and the sprocket is molded as a plastic molded part to the bearing bush.

Das erfindungsgemäße Planetenrad zeichnet sich u. a. dadurch aus, dass sowohl die Lagerbuchse als auch der Zahnkranz aus Kunststoff gefertigt sind . In einem ersten Fertigungsschritt kann beispielsweise die Lagerbuchse im Spritzgießverfahren hergestellt werden. In einem nachfolgenden Fertigungsschritt kann dann die Lagerbuchse vom Kunststoffmaterial des Zahnkranzes umspritzt werden. Die gesamte Herstellung des Planetenrades kann somit im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren erfolgen. The planetary gear according to the invention is characterized u. a. characterized in that both the bearing bush and the ring gear are made of plastic. In a first manufacturing step, for example, the bearing bush can be produced by injection molding. In a subsequent manufacturing step, the bearing bush can then be overmoulded by the plastic material of the sprocket. The entire production of the planetary gear can thus be done in two-component injection molding.

Die Lagerbuchse bildet beim erfindungsgemäßen Planetenrad ein Gleitlager aus, so dass das Planetenrad zur Montage auf einen Lagerzapfen des Planetenträgers aufgesetzt werden kann. Die Lagerbuchse liegt dann gleitend am Lagerzapfen an und ist relativ zu diesem drehbar. Die Montage des Planetenrades gestaltet sich somit ebenso wie dessen Herstellung sehr kostengünstig . Darüber hinaus hat das erfindungsgemäße Planetenrad den Vorteil, dass die Lagerbuchse und der Zahnkranz unabhängig voneinander auf ihre jeweiligen Funktionen optimiert werden können. Die Lagerbuchse erfüllt beim Planetenrad die Funktion der gleitenden Lagerung am Lagerzapfen des Planetenträgers und kann diesbezüglich insbesondere durch die Wahl des für die Lagerbuchse zum Einsatz kommenden Kunststoffes optimiert werden. Der Zahnkranz dient der Verzahnung des Planetenrades mit dem innen verzahnten Hohlrad des Planetengetriebes und kann beispielsweise durch Wahl des für die Herstellung des Zahnkranzes zum Einsatz kommenden Kunststoffmaterials im Hinblick auf die Laufruhe des Planetengetriebes und die mechanische Festigkeit optimiert werden. Auch im Hinblick auf die jeweils erforderliche Temperaturbeständigkeit können die Lagerbuchse und der Zahnkranz unabhängig voneinander optimiert werden. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Lagerbuchse und der Zahnkranz aus Verbundwerkstoffen basierend auf demselben Grundmaterial gefertigt. Der Einsatz desselben Grundmaterials für den Zahnkranz und die Lagerbuchse erleichtert die Herstellung des Planetenrades, da die Materialeigenschaften von Lagerbuchse und Zahnkranz aufgrund des übereinstimmenden Grundmaterials ähnlich sind und daher insbesondere Änderungen der Materialeigenschaften aufgrund thermischer Einflüsse einfacher kompensierbar sind . The bearing bush forms a plain bearing in the planetary gear according to the invention, so that the planetary gear can be placed for mounting on a journal of the planet carrier. The bushing then slidably abuts the journal and is rotatable relative thereto. The assembly of the planetary gear thus designed as well as its production very cost. In addition, the planetary gear according to the invention has the advantage that the bearing bush and the ring gear can be optimized independently of each other to their respective functions. The bearing bush meets the planetary gear the function of sliding bearing on the journal of the planet carrier and can be optimized in this regard, in particular by the choice of the bearing bush for use for use plastic. The sprocket serves the toothing of the planetary gear with the internally toothed ring gear of the planetary gear and can be optimized for example by selecting the plastic material used for the production of the ring gear in terms of smoothness of the planetary gear and the mechanical strength. Also with regard to the respective required temperature resistance, the bearing bush and the ring gear can be optimized independently. In an advantageous embodiment of the invention, the bearing bush and the ring gear are made of composite materials based on the same base material. The use of the same base material for the sprocket and the bearing bush facilitates the production of the planetary gear, since the material properties of bearing bush and ring gear are similar due to the matching base material and therefore in particular changes in material properties due to thermal influences are easier compensated.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Lagerbuchse und der Zahnkranz jeweils aus einem Verbundwerkstoff basierend auf POM (Polyoxymethy- len) gefertigt sind . Die Verbundwerkstoffe von Lagerbuchse und Zahnkranz können sich durch die zusätzlich zum POM zum Einsatz kommenden Additive und/oder Verstärkungsstoffe und/oder Füllstoffe unterscheiden. So kann beispielsweise für den Zahnkranz ein faserverstärktes POM-Material zum Einsatz kommen und für die Lagerbuchse kann ein POM-Werkstoff zum Einsatz kommen, dem Additive zur Verbesserung der Gleiteigenschaften beigemischt sind . Derartige Additive sind dem Fachmann an sich bekannt und bedürfen daher vorliegend keiner näheren Erläuterung. It can be provided, for example, that the bearing bush and the sprocket are each made of a composite material based on POM (Polyoxymethy- len). The composite materials of the bearing bush and ring gear may differ from the additives and / or reinforcing materials and / or fillers used in addition to the POM. Thus, for example, a fiber-reinforced POM material can be used for the sprocket and for the bearing bush, a POM material can be used, the additives are mixed to improve the sliding properties. Such additives are known to those skilled in the art and therefore require no further explanation in the present case.

Die Lagerbuchse und der Zahnkranz sind bevorzugt mittels Formschlusselemente drehfest miteinander verbunden. Sie können beispielsweise zwischen der Außenseite der Lagerbuchse und der an der Außenseite der Lagerbuchse anliegenden Innenseite des Zahnkranzes Formschlusselemente angeordnet sein, die einer Verdrehung des Zahnkranzes relativ zur Lagerbuchse entgegenwirken. Die Formschlusselemente sind günstigerweise einstückig mit der Lagerbuchse bzw. dem Zahnkranz verbunden. The bearing bush and the ring gear are preferably rotatably connected to each other by means of positive locking elements. You can, for example, be arranged between the outside of the bearing bush and the voltage applied to the outside of the bearing bush inside the ring gear positive locking elements, which counteract a rotation of the ring gear relative to the bearing bush. The interlocking elements are conveniently integrally connected to the bearing bush or the ring gear.

Von Vorteil ist es, wenn sich die Formschlusselemente über die gesamte Länge der Lagerbuchse erstrecken. Lufteinschlüsse, die sich möglicherweise beim Umspritzen der Lagerbuchse bilden, haben dadurch keine merkliche Beeinträchtigung der Verdrehsicherheit zur Folge, denn derartige Lufteinschlüsse sind lokal begrenzt und erstrecken sich in axialer Richtung allenfalls über Teilbereiche der Lagerbuchse. It is advantageous if the positive locking elements extend over the entire length of the bearing bush. Air pockets that may form during encapsulation of the bearing bush, thereby have no significant impairment of the security against rotation result, because such air pockets are locally limited and extend in the axial direction at best over parts of the bearing bush.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Planetenrades variiert die tangentiale und/oder radiale Ausdehnung der Formschlusselemente in axialer Richtung. Unter tangentialer Ausdehnung der Formschlusselemente ist vorliegend deren Breite in Umfangsrichtung der Lagerbuchse zu verstehen. Die radiale Ausdehnung der Formschlusselemente entspricht deren Materialstärke. Durch eine Variation der tangentialen und/oder radialen Ausdehnung der Formschlusselemente über die Länge der Lagerbuchse kann ein verbesserter Formschluss zwischen der Lagerbuchse und dem Zahnkranz erzielt werden, denn die sich ändernde Ausdehnung der Formschlusselemente reduziert die Wahrscheinlichkeit, dass Fehlstellen, insbesondere Lufteinschlüsse, die sich bei der Herstellung des Planetenrades im Grenzbereich zwischen der Lagerbuchse und dem Zahnkranz möglicherweise ausbilden, die formschlüssige Verbindung zwischen der Lagerbuchse und dem Zahnkranz beeinträchtigen . In a particularly preferred embodiment of the planetary gear according to the invention, the tangential and / or radial expansion of the interlocking elements varies in the axial direction. Under tangential expansion of the interlocking elements is presently understood to be the width in the circumferential direction of the bearing bush. The radial extent of the positive locking elements corresponds to their material thickness. By varying the tangential and / or radial expansion of the interlocking elements over the length of the bearing bush, an improved positive connection between the bearing bush and the ring gear can be achieved, because the changing extent of the interlocking elements reduces the probability that defects, in particular air pockets, at possibly forming the production of the planet gear in the boundary region between the bearing bush and the ring gear, impair the positive connection between the bearing bush and the ring gear.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sich die tangentiale und/oder radiale Ausdehnung der Formschlusselemente in axialer Richtung kontinuierlich ändert. In particular, it can be provided that the tangential and / or radial expansion of the interlocking elements continuously changes in the axial direction.

Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die tangentiale und/oder radiale Ausdehnung der Formschlusselemente ausgehend von einer ersten Stirnseite der Lagerbuchse in Richtung auf die zweite Stirnseite der Lagerbuchse kontinuierlich zunimmt oder abnimmt. It can be provided, for example, that the tangential and / or radial expansion of the interlocking elements continuously increases or decreases starting from a first end face of the bearing bush in the direction of the second end face of the bearing bush.

Günstig ist es, wenn sämtliche Formschlusselemente identisch ausgebildet sind und in ihrer tangentialen und/oder radialen Ausdehnung in axialer Richtung identisch variieren. It is advantageous if all interlocking elements are identical and vary identically in their tangential and / or radial extent in the axial direction.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Formschlusselemente als Rippen ausgestaltet, die von einer äußeren Mantelfläche der La- gerbuchse hervorstehen. Die Rippen können in Kombination mit der Lagerbuchse ein einteiliges Kunststoffformteil ausbilden, das vom Zahnkranz umspritzt ist. In an advantageous embodiment of the invention, the interlocking elements are designed as ribs, which are provided by an outer surface of the La gerbuchse protrude. The ribs can form in combination with the bearing bush a one-piece plastic molded part, which is encapsulated by the sprocket.

Die Breite und/oder Höhe der Rippen, d. h. deren tangentiale bzw. radiale Ausdehnung, kann sich in axialer Richtung vorzugsweise kontinuierlich ändern. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sich die Rippen über die gesamte Länge der Lagerbuchse erstrecken, wobei sie im Bereich einer ersten Stirnseite der Lagerbuchse eine geringere Breite und/oder eine geringere Höhe aufweisen als im Bereich der zweiten Stirnseite der Lagerbuchse. The width and / or height of the ribs, d. H. their tangential or radial expansion, can change continuously in the axial direction preferably. It can be provided, for example, that the ribs extend over the entire length of the bearing bush, wherein they have a smaller width and / or a smaller height in the region of a first end side of the bearing bush than in the region of the second end side of the bearing bush.

In vielen Fällen sind die Planetenräder eines Planetengetriebes in einem Öl- sumpf angeordnet. Um der Gefahr entgegenzuwirken, dass beim erfindungsgemäßen Planetenrad Öl in den Grenzbereich zwischen Lagerbuchse und Zahnkranz eindringt, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung die Grenzfläche zwischen der Lagerbuchse und dem Zahnkranz im Übergangsbereich zwischen den Stirnseiten der Lagerbuchse und der äußeren Mantelfläche der Lagerbuchse labyrinthartig ausgestaltet. Die labyrinthartige Form der Grenzfläche reduziert das Risiko, dass Öl zwischen die Lagerbuchse und den Zahnkranz eindringen kann. In many cases, the planet wheels of a planetary gear are arranged in an oil sump. In order to counteract the risk that the planetary gear oil penetrates into the boundary region between the bearing bush and ring gear, in an advantageous embodiment of the invention, the interface between the bearing bush and the ring gear in the transition region between the end faces of the bearing bush and the outer surface of the bearing bush is designed like a labyrinth. The labyrinthine shape of the interface reduces the risk of oil getting in between the bushing and the sprocket.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Lagerbuchse an ihren beiden Stirnseiten jeweils einen axial vorstehenden Kragen aufweist, der von einem stirnseitigen Endabschnitt des Zahnkranzes Untergriffen ist. Durch das Untergreifen der axial vorstehenden Kragen der Lagerbuchse durch den Zahnkranz wird ein mechanisch besonders stark belastbarer Formschluss zwischen der Lagerbuchse und dem Zahnkranz hergestellt. Darüber hinaus wird durch die axial über die Lagerbuchse hervorstehenden Endabschnitte des Zahnkranzes gewährleistet, dass bei einer stirnseitigen Anlage des Planetenrades am Planetenträger lediglich der Zahnkranz mit dem Planetenträger unmittelbar in Kontakt gerät, eine stirnseitige gleitende Anlage der Lagerbuchse am Planetenträger wird dagegen vermieden. Um die Gleitreibung zwischen dem Planetenrad und dem Planetenträger besonders gering zuhalten, kommt üblicherweise ein Schmierstoff zum Einsatz. Um sicherzustellen, dass im Bereich der am Lagerzapfen des Planetenträgers gleitend anliegenden inneren Mantelfläche der Lagerbuchse ausreichend Schmierstoff vorhanden ist, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Zahnkranz in axialer Richtung über die Stirnseiten der Lagerbuchse hervorstehende Endabschnitte aufweist, wobei sich der Innendurchmesser des Planetenrades zwischen den Stirnseiten der Lagerbuchse und den axial hervorstehenden Endabschnitten des Zahnkranzes sprungartig erweitert. Das erfindungsgemäße Planetenrad weist bei einer derartigen Ausgestaltung im Bereich zwischen den Stirnseiten der Lagerbuchse und den Endabschnitten des Zahnkranzes einen Durchmessersprung auf. Dieser Durchmessersprung ermöglicht die Bereitstellung eines Schmiermitteldepots, das sich bei Einsatz des Planetenrades in radialer Richtung zwischen den Endabschnitten des Zahnkranzes und dem Lagerzapfen des Planetenträgers erstreckt. It is particularly advantageous if the bearing bush has an axially projecting collar on each of its two end faces, which collar is undercut from an end-side end section of the toothed ring. By engaging under the axially projecting collar of the bearing bush through the sprocket a mechanically particularly strong positive connection between the bearing bush and the sprocket is made. In addition, it is ensured by the axially projecting beyond the bearing bush end portions of the ring gear, that at a front-side contact of the planet gear on the planet carrier only the ring gear with the planet carrier directly in contact, an end-sliding attachment of the bearing bush on the planet carrier is avoided. In order to keep the sliding friction between the planet and the planet carrier particularly low, usually a lubricant is used. In order to ensure that sufficient lubricant is present in the area of the inner circumferential surface of the bearing bush slidably resting on the bearing journal of the planet carrier, in an advantageous embodiment of the invention it is provided that the ring gear has end sections projecting in the axial direction over the end faces of the bearing bush, wherein the inner diameter of the planet gear between the end faces of the bearing bush and the axially projecting end portions of the ring gear expanded suddenly. The planetary gear according to the invention has a diameter jump in such a configuration in the region between the end faces of the bearing bush and the end portions of the ring gear. This diameter jump allows the provision of a lubricant reservoir, which extends in the radial direction between the end portions of the ring gear and the bearing journal of the planet carrier when using the planetary gear.

Das voranstehend erläuterte Planetenrad kommt vorzugsweise bei motorisch angetriebenen Reinigungsgeräten zum Einsatz, insbesondere bei Hochdruckreinigungsgeräten und bei Bodenreinigungsgeräten. Die Planetengetriebe können beispielsweise zwischen einem Antriebsmotor, vorzugsweise einem Elektromotor, und einer Taumelscheibe angeordnet sein, mit deren Hilfe Kolben einer Pumpe der Hochdruckreinigungsgeräte in axialer Richtung hin und her bewegt werden können. Derartige Planetengetriebe unterliegen einer hohen mechanischen Belastung und auch einer hohen Temperaturbelastung . Es hat sich gezeigt, dass durch Einsatz von Planetenrädern der voranstehend beschriebenen Art höhere Temperaturen im Planetengetriebe realisiert werden können, ohne dass das Planetengetriebe beeinträchtigt wird . The planetary gear explained above is preferably used in motor-driven cleaning devices, in particular in high-pressure cleaning devices and floor cleaning devices. The planetary gear can, for example, be arranged between a drive motor, preferably an electric motor, and a swash plate with the aid of which pistons of a pump of the high-pressure cleaning devices can be moved back and forth in the axial direction. Such planetary gears are subject to a high mechanical load and also a high temperature load. It has been found that higher temperatures can be realized in the planetary gear by using planet gears of the type described above, without the planetary gear is impaired.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung . Es zeigen : Figur 1 : eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Planetenrades; The following description of a preferred embodiment of the invention serves in conjunction with the drawings for further explanation. Show it : Figure 1: a perspective view of a planetary gear according to the invention;

Figur 2 : eine perspektivische Darstellung des Planetenrades aus Figur 1 nach Art einer Explosionszeichnung; Figure 2 is a perspective view of the planetary gear of Figure 1 in the manner of an exploded view;

Figur 3 : eine Schnittansicht des Planetenrades entlang der Linie 3-3 in Figur Figure 3 is a sectional view of the planetary gear along the line 3-3 in FIG

i ; i;

Figur 4: eine vergrößerte Darstellung von Detail X aus Figur 3; FIG. 4 shows an enlarged view of detail X from FIG. 3;

Figur 5 : eine Draufsicht auf eine Lagerbuchse des Planetenrades aus Figur Figure 5: a plan view of a bearing bush of the planetary gear of FIG

1 und 1 and

Figur 6: eine Seitenansicht der Lagerbuchse in Richtung des Pfeiles A aus Figure 6: a side view of the bearing bush in the direction of arrow A from

Figur 5. FIG. 5.

In der Zeichnung ist schematisch ein Planetenrad 10 dargestellt, das vorzugsweise in einem Planetengetriebe eines motorisch antreibbaren Reinigungsgerätes, insbesondere eines Hochruck- oder Bodenreinigungsgerätes zum Einsatz kommt. Es ist vollständig aus Kunststoff gefertigt und umfasst eine hül- senförmige Lagerbuchse 12 und einen Zahnkranz 14, der die Lagerbuchse 12 in Umfangsrichtung vollständig umschließt und der in axialer Richtung über eine erste Stirnseite 16 der Lagerbuchse 12 und über eine zweite Stirnseite 18 der Lagerbuchse 12 hervorsteht. Dies wird insbesondere aus Figur 3 deutlich. In the drawing, a planetary gear 10 is shown schematically, which is preferably used in a planetary gear of a motor-driven cleaning device, in particular a high pressure or floor cleaning device used. It is made entirely of plastic and comprises a sleeve-shaped bearing bush 12 and a toothed rim 14 which completely surrounds the bearing bush 12 in the circumferential direction and projects in the axial direction over a first end face 16 of the bearing bush 12 and over a second end face 18 of the bearing bush 12 , This becomes clear in particular from FIG.

Die Lagerbuchse 12 umfasst einen zylindrischen Mantel 20, dessen Mantelinnenfläche eine Gleitfläche 22 des Planetenrades 10 ausbildet und an dessen äußerer Mantelfläche 24 Formschlusselemente in Form von Längsrippen 26 radial nach außen abstehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel kommen vier identisch ausgebildete Längsrippen 26 zum Einsatz, die in gleichmäßigem Winkelabstand zueinander angeordnet sind . Ein erster Kragen 28 der Lagerbuchse 12 steht in axialer Richtung über die erste Stirnseite 16 hervor, und ein zweiter Kragen 30 steht in axialer Richtung über die zweite Stirnseite 18 der Lagerbuchse 12 hervor. Die beiden Kragen 28, 30 umfassen jeweils eine senkrecht zur Längsachse 32 des Planetenrades 20 ausgerichtete plane Endfläche 34 bzw. 36, die über eine konische Übergangsfläche 38 bzw. 40 in die erste Stirnseite 16 bzw. die zweite Stirnseite 18 der Lagerbuchse 12 übergeht. The bushing 12 comprises a cylindrical shell 20, the shell inner surface of which forms a sliding surface 22 of the planetary gear 10 and on the outer circumferential surface 24 of which form-locking elements in the form of longitudinal ribs 26 protrude radially outwards. In the illustrated embodiment, four identically designed longitudinal ribs 26 are used, which are arranged at a uniform angular distance from each other. A first collar 28 of the bearing bush 12 protrudes in the axial direction beyond the first end face 16, and a second collar 30 protrudes in the axial direction beyond the second end face 18 of the bearing bush 12. The two collars 28, 30 each comprise a plane end face 34 or 36 aligned perpendicular to the longitudinal axis 32 of the planetary gear 20, which merges via a conical transition surface 38 or 40 into the first end face 16 and the second end face 18 of the bearing bush 12.

Wie insbesondere aus den Figuren 4 und 5 deutlich wird, erstrecken sich die Längsrippen 26 über die gesamte Länge der Lagerbuchse 12 von der Endfläche 34 des ersten Kragens 28 bis zur Endfläche 36 des zweiten Kragens 30. Ausgehend von der Endfläche 34 verbreitern sich die Längsrippen 26 kontinuierlich bis zur Endfläche 36, d. h. die einander abgewandten Seitenflächen 42, 44 der Längsrippen 26 sind schräg zueinander ausgerichtet. Dies wird insbesondere aus Figur 5 deutlich. Die Breite der Längsrippen 26 entspricht dem Abstand zwischen den beiden Seitenflächen 42, 44, der in axialer Richtung kontinuierlich zunimmt. Die Breite der Längsrippen 26 entspricht deren tangentialer Ausdehnung. As can be seen in particular from FIGS. 4 and 5, the longitudinal ribs 26 extend over the entire length of the bearing bush 12 from the end face 34 of the first collar 28 to the end face 36 of the second collar 30. Starting from the end face 34, the longitudinal ribs 26 widen continuously up to the end surface 36, d. H. the mutually remote side surfaces 42, 44 of the longitudinal ribs 26 are aligned obliquely to each other. This becomes clear in particular from FIG. The width of the longitudinal ribs 26 corresponds to the distance between the two side surfaces 42, 44, which increases continuously in the axial direction. The width of the longitudinal ribs 26 corresponds to their tangential extent.

Auch in radialer Richtung verändert sich die Ausdehnung der Längsrippen 26 mit zunehmendem Abstand von der Endfläche 34. Die Höhe der Rippen nimmt ausgehend von der Endfläche 34 in Richtung auf die Endfläche 36 kontinuierlich zu. Dies wird insbesondere aus Figur 4 deutlich. Also in the radial direction, the extension of the longitudinal ribs 26 changes with increasing distance from the end face 34. The height of the ribs increases continuously from the end face 34 in the direction of the end face 36. This becomes clear in particular from FIG.

Der Zahnkranz 14 umfasst einen ersten Endabschnitt 46, der in axialer Richtung über den ersten Kragen 28 der Lagerbuchse 12 hervorsteht und den ersten Kragen 28 mit einem axial nach innen gerichteten Innenrand 48 untergreift. Außerdem umfasst der Zahnkranz 14 einen zweiten Endabschnitt 50, der in axialer Richtung über den zweiten Kragen 30 der Lagerbuchse 12 hervorsteht und den zweiten Kragen 30 mit einem axial nach innen gerichteten Innenrand 52 untergreift. Die Innendurchmesser der Innenränder 48 und 52 sind identisch gewählt und größer als der Innendurchmesser der Lagerbuchse 12. Dies hat zur Folge, dass das Planetenrad 10 im Übergangsbereich zwi- sehen der ersten Stirnseite 16 und dem Innenrand 48 des ersten Endabschnittes 46 eine erste, nach außen gerichtete Durchmesserstufe 54 aufweist, und im Bereich der zweiten Stirnseite 18 weist das Planetenrad 10 zwischen dem Innenrand 52 des zweiten Endabschnittes 50 und der Lagerbuchse 12 eine zweite, nach außen gerichtete Durchmesserstufe 56 auf. Dies wird insbesondere aus Figur 4 deutlich . The ring gear 14 includes a first end portion 46 which protrudes in the axial direction over the first collar 28 of the bearing bush 12 and engages under the first collar 28 with an axially inwardly directed inner edge 48. In addition, the ring gear 14 comprises a second end portion 50 which protrudes in the axial direction over the second collar 30 of the bearing bush 12 and the second collar 30 engages under an axially inwardly directed inner edge 52. The inner diameters of the inner edges 48 and 52 are selected to be identical and larger than the inner diameter of the bearing bush 12. This has the consequence that the planetary gear 10 in the transition region between see the first end face 16 and the inner edge 48 of the first end portion 46 has a first, outwardly directed diameter step 54, and in the region of the second end face 18, the planet 10 between the inner edge 52 of the second end portion 50 and the bearing bush 12 a second, after outside directed diameter step 56. This becomes clear in particular from FIG.

Die beiden Kragen 28, 30 verleihen der Grenzfläche zwischen der Lagerbuchse 12 und dem Zahnkranz 14 in den Übergangsbereichen zwischen den Stirnseiten 16 und 18 und der äußeren Mantelfläche 24 eine labyrinthartige Gestalt. The two collars 28, 30 give the interface between the bearing bush 12 and the ring gear 14 in the transition regions between the end faces 16 and 18 and the outer circumferential surface 24 a labyrinth-like shape.

Die Herstellung des Planetenrades 10 erfolgt im Zweikomponenten-Spritzgießverfahren. Bei der dargestellten Ausführungsform wird in einem ersten Fertigungsschritt die Lagerbuchse 12 mit den Längsrippen 26 als ein erstes einteiliges Kunststoffformteil hergestellt, das in einem nachfolgenden Fertigungsschritt zur Ausbildung des Zahnkranzes 14 von fließfähigem Kunststoffmaterial umspritzt wird . Für die Herstellung der Lagerbuchse 12 kommt ein Verbundwerkstoff auf Grundlage von POM (Polyoxymethylen) zum Einsatz, dem Additive zur Verbesserung der Gleiteigenschaften der Lagerbuchse 12 beigemischt sind . Zur Herstellung des Zahnkranzes 14 kommt ebenfalls ein Verbundwerkstoff auf Grundlage von POM (Polyoxymethylen) zum Einsatz, dem zur Erhöhung der mechanischen Stabilität Verstärkungsstoffe beigemischt sind . Der Zahnkranz 14 umschließt die Lagerbuchse 12 in Umfangsrichtung und steht in axialer Richtung über die Lagerbuchse 12 hervor, wobei er die Kragen 28 und 30 der Lagerbuchse 12 untergreift. Die Längsrippen 28 der Lagerbuchse 12 bilden Formschlusselemente, die eine drehfeste Verbindung zwischen der Lagerbuchse 12 und dem Zahnkranz 14 sicherstellen. The production of the planet gear 10 takes place in a two-component injection molding process. In the illustrated embodiment, the bearing bush 12 is produced with the longitudinal ribs 26 as a first one-piece plastic molded part in a first manufacturing step, which is encapsulated in a subsequent manufacturing step to form the ring gear 14 of flowable plastic material. For the manufacture of the bearing bush 12 is a composite based on POM (polyoxymethylene) are used, the additives for improving the sliding properties of the bearing bush 12 are mixed. To produce the ring gear 14 is also a composite material based on POM (polyoxymethylene) is used, which are added to increase the mechanical stability reinforcing materials. The ring gear 14 encloses the bearing bush 12 in the circumferential direction and protrudes in the axial direction on the bearing bush 12, wherein it engages under the collar 28 and 30 of the bearing bush 12. The longitudinal ribs 28 of the bearing bush 12 form interlocking elements, which ensure a rotationally fixed connection between the bearing bush 12 and the ring gear 14.

Zur Montage kann das Planetenrad 10 auf einen Lagerzapfen eines Planetenträgers aufgesetzt werden, so dass die Gleitfläche 22 der Lagerbuchse 12 gleitend am Lagerzapfen anliegt. Um die Gleitreibung zwischen der Lagerbuchse 12 und dem Lagerzapfen gering zu halten, kommt üblicherweise ein Schmierstoff, beispielsweise Öl, zum Einsatz. Die Durchmesserstufen 54 und 56 zwischen den Stirnseiten 16, 18 und den Innenrändern 48 bzw. 52 definieren hierbei ein Schmierstoffdepot. Die labyrinthartige Ausgestaltung der Grenzfläche zwischen der Lagerbuchse 12 und dem Zahnkranz 14 in den Übergangsbereichen zwischen den Stirnseiten 16, 18 und der äußeren Mantelfläche 24 stellt hierbei sicher, dass der Schmierstoff nicht zwischen die Lagerbuchse 12 und den Zahnkranz 14 eindringen kann. For mounting, the planet gear 10 can be placed on a bearing journal of a planet carrier, so that the sliding surface 22 of the bearing bush 12 slidably rests on the bearing journal. In order to keep the sliding friction between the bearing bush 12 and the journal low, usually a lubricant, such as oil, is used. The diameter steps 54 and 56 between the end faces 16, 18 and the inner edges 48 and 52 define a lubricant depot. The labyrinthine configuration of the interface between the bearing bush 12 and the ring gear 14 in the transition regions between the end faces 16, 18 and the outer circumferential surface 24 here ensures that the lubricant can not penetrate between the bearing bush 12 and the ring gear 14.

Das Planetenrad 10 weist eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit auf und kommt vorzugsweise in Planetengetrieben von motorisch angetriebenen Reinigungsgeräten zum Einsatz, beispielsweise bei Hochdruckreinigungsgeräten und Bodenreinigungsgeräten. The planetary gear 10 has a very high temperature resistance and is preferably used in planetary gearboxes of motor-driven cleaning devices, for example in high-pressure cleaning devices and floor cleaning devices.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT APPLICATIONS

1. Planetenrad (10) für ein Planetengetriebe mit einer Lagerbuchse (12) zur Anbindung an einen Planetenträger des Planetengetriebes und mit einem die Lagerbuchse (12) in Umfangsrichtung umgebenden Zahnkranz (14), der aus Kunststoff gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) ein aus Kunststoff gefertigtes Gleitlager ausbildet und der Zahnkranz (14) als Kunststoffformteil an die Lagerbuchse (12) angeformt ist. 1. planet gear (10) for a planetary gear with a bearing bush (12) for connection to a planet carrier of the planetary gear and a bearing bush (12) in the circumferential direction surrounding ring gear (14), which is made of plastic, characterized in that the bearing bush (12) forms a slide bearing made of plastic and the ring gear (14) is formed as a plastic molded part to the bearing bush (12).

2. Planetenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) und der Zahnkranz (14) aus Verbundwerkstoffen basierend auf demselben Grundmaterial gefertigt sind . 2. planet gear according to claim 1, characterized in that the bearing bush (12) and the ring gear (14) are made of composite materials based on the same base material.

3. Planetenrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) und der Zahnkranz (14) jeweils aus einem Verbundwerkstoff basierend auf POM gefertigt sind . 3. planet gear according to claim 2, characterized in that the bearing bush (12) and the sprocket (14) are each made of a composite material based on POM.

4. Planetenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) und der Zahnkranz (14) mittels Formschlusselemente (26) drehfest miteinander verbunden sind . 4. planet gear according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing bush (12) and the sprocket (14) by means of positive-locking elements (26) are rotatably connected to each other.

5. Planetenrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Formschlusselemente (26) über die gesamte Länge der Lagerbuchse (12) erstrecken. 5. planet gear according to claim 4, characterized in that the positive-locking elements (26) over the entire length of the bearing bush (12) extend.

6. Planetenrad nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentiale und/oder radiale Ausdehnung der Formschlusselemente (26) in axialer Richtung variiert. 6. planet gear according to claim 4 or 5, characterized in that the tangential and / or radial expansion of the positive-locking elements (26) varies in the axial direction.

7. Planetenrad nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formschlusselemente als Rippen (26) ausgestaltet sind, die von einer äußeren Mantelfläche (24) der Lagerbuchse (12) hervorstehen. 7. planet gear according to claim 4, 5 or 6, characterized in that the positive-locking elements are designed as ribs (26) projecting from an outer circumferential surface (24) of the bearing bush (12).

8. Planetenrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Breite und/oder Höhe der Rippen (26) in axialer Richtung kontinuierlich ändert. 8. planet gear according to claim 7, characterized in that the width and / or height of the ribs (26) changes continuously in the axial direction.

9. Planetenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzfläche zwischen der Lagerbuchse (12) und dem Zahnkranz (14) im Übergangsbereich zwischen den Stirnseiten (16, 18) der Lagerbuchse (12) und der äußeren Mantelfläche (24) der Lagerbuchse (12) labyrinthartig ausgestaltet ist. 9. planet gear according to one of the preceding claims, characterized in that the interface between the bearing bush (12) and the ring gear (14) in the transition region between the end faces (16, 18) of the bearing bush (12) and the outer lateral surface (24) of Bushing (12) is configured labyrinth-like.

10. Planetenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (12) an ihren beiden Stirnseiten (16, 18) jeweils einen axial vorstehenden Kragen (28, 30) aufweist, der von einem stirnseitigen Endabschnitt (46, 50) des Zahnkranzes (14) Untergriffen ist. 10. Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the bearing bush (12) at its two end faces (16, 18) each having an axially projecting collar (28, 30) of a front end portion (46, 50) of the Sprocket (14) Undergrated.

11. Planetenrad nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnkranz (14) in axialer Richtung über die Stirnseiten (16, 18) der Lagerbuchse (12) hervorstehende Endabschnitte (46, 50) aufweist, wobei sich der Innendurchmesser des Planetenrades (10) zwischen den Stirnseiten (16, 18) der Lagerbuchse (12) und den axial hervorstehenden Endabschnitten (46, 50) des Zahnkranzes (14) sprungartig erweitert. 11. Planetary gear according to one of the preceding claims, characterized in that the toothed ring (14) in the axial direction over the end faces (16, 18) of the bearing bush (12) projecting end portions (46, 50), wherein the inner diameter of the planetary gear ( 10) between the end faces (16, 18) of the bearing bush (12) and the axially projecting end portions (46, 50) of the ring gear (14) increases suddenly.

12. Verwendung eines Planetenrades (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche bei einem Planetengetriebe eines motorisch angetriebenen Reinigungsgerätes, insbesondere eines Hochdruck- oder Bodenreinigungsgerätes. 12. Use of a planetary gear (10) according to one of the preceding claims in a planetary gear of a motor-driven cleaning device, in particular a high-pressure or floor cleaning device.