用于行星傳動裝置的行星齒輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于行星傳動裝置的行星齒輪（10），該行星齒輪具有用于連到行星傳動裝置的行星架上的軸承襯套（12）和在周向上環(huán)繞軸承襯套（12）的齒環(huán)（14），該齒環(huán)由塑料制成。為了如下這樣地改進(jìn)行星齒輪，即，使行星齒輪能低成本地制造和裝配，根據(jù)本發(fā)明建議，軸承襯套（12）構(gòu)成由塑料制成的滑動軸承，并且齒環(huán)（14）作為塑料成型件成形在軸承襯套（12）上。此外，還建議在由馬達(dá)驅(qū)動的清潔設(shè)備的行星傳動裝置中應(yīng)用這種類型的行星齒輪。
【專利說明】用于行星傳動裝置的行星齒輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于行星傳動裝置的行星齒輪，該行星齒輪具有用于連到行星傳動裝置的行星架上的軸承襯套和在周向上環(huán)繞軸承襯套的齒環(huán)，該齒環(huán)由塑料制成。
【背景技術(shù)】
[0002]行星傳動裝置用于在驅(qū)動軸(例如馬達(dá)軸)與輸出軸之間的力傳遞和運(yùn)動傳遞。該行星傳動裝置包括居中布置的第一齒輪，該第一齒輪通常被描述為太陽輪，并且該第一齒輪通過多個(gè)第二齒輪(通常被描述為行星齒輪)與內(nèi)部嚙合的齒圈聯(lián)結(jié)。行星齒輪可轉(zhuǎn)動地保持在行星傳動裝置的行星架上。由EP1967761A2公知一種由塑料制成的行星齒輪，該行星齒輪具有軸向凸起的軸頸，這些軸頸可轉(zhuǎn)動地保持在行星架的軸承孔中。
[0003]由DE102006029404A1公知一種行星齒輪，其中，軸承襯套被實(shí)施為鋼襯套，用來例如將行星齒輪支承在滾針軸承上。鋼襯套被齒環(huán)環(huán)繞，齒環(huán)由高強(qiáng)度、耐高溫塑料制成。
[0004]行星齒輪的支承借助鋼襯套在滾針軸承上實(shí)現(xiàn)耐磨支承。然而行星齒輪的制作及其在行星架上的裝配都需要較高的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明任務(wù)是如下這樣改進(jìn)前述類型的行星齒輪，即，使其可更廉價(jià)地制作和裝配。
[0006]對于前述類型的行星齒輪該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明被解決，軸承襯套構(gòu)成由塑料制成的滑動軸承，并且齒環(huán)作為塑料成型件成形在軸承襯套上。
[0007]此外，根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪的特征在于，不僅軸承襯套而且齒環(huán)也由塑料制成。在第一制造步驟中，例如可以用注塑成型方法制作軸承襯套。然后，在后續(xù)的制造步驟中，軸承襯套可以被齒環(huán)的塑料材料包塑。因此，行星齒輪的整體制作可以用雙組分注塑成型方法(Zweikomponenten-Spritzgiessverfahren)實(shí)現(xiàn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪，軸承襯套構(gòu)成滑動軸承，從而用于裝配的行星齒輪可以固定在行星架的軸頸上。那么，軸承襯套滑動地貼靠軸頸并可相對其轉(zhuǎn)動。由此行星齒輪的裝配同其制作一樣非常低成本地實(shí)現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪的優(yōu)點(diǎn)還在于，軸承襯套和齒環(huán)可以彼此獨(dú)立地在其功能方面得以優(yōu)化。在行星齒輪方面軸承襯套執(zhí)行在行星架軸頸上的滑動支承功能，并且與此相關(guān)的是，尤其可以通過選擇使用于軸承襯套的塑料得以優(yōu)化。齒環(huán)使用于行星齒輪與行星傳動裝置的內(nèi)部嚙合的齒圈嚙合，并且例如在行星傳動裝置的平穩(wěn)運(yùn)行和機(jī)械強(qiáng)度的相關(guān)方面，齒環(huán)可以通過選擇使用于制作齒環(huán)的塑料材料得以優(yōu)化。在分別所需的耐熱性相關(guān)方面，軸承襯套和齒環(huán)也可以彼此獨(dú)立地得以優(yōu)化。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)有利的實(shí)施方式中，軸承襯套和齒環(huán)由以同一種基礎(chǔ)材料為基礎(chǔ)的復(fù)合材料制成。針對齒環(huán)和軸承襯套使用同一種基礎(chǔ)材料簡化了行星齒輪的制作，這是因?yàn)檩S承襯套和齒環(huán)的材料特性由于一致的基礎(chǔ)材料而類似相同，因而尤其是能更容易地補(bǔ)償由于熱影響而帶來的材料特性的變化。[0010]例如可以規(guī)定，軸承襯套和齒環(huán)分別由以POM (聚甲醛)為基礎(chǔ)的復(fù)合材料制成。軸承襯套和齒環(huán)的復(fù)合材料可以通過對POM附加地使用添加劑和/或增強(qiáng)劑和/或填充劑而不同。那么，例如可以將纖維增強(qiáng)的POM材料用于齒環(huán)，并且可以將POM原料用于軸承襯套，為了改善滑動特性在其中混合添加劑。這種類型的添加劑對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是公知的，因而在此不需要進(jìn)一步說明。
[0011]軸承襯套和齒環(huán)優(yōu)選借助形狀鎖合元件(Formschlusselement)抗相對轉(zhuǎn)動地彼此連接。它們例如可以在軸承襯套外側(cè)與貼靠軸承襯套外側(cè)上的齒環(huán)內(nèi)側(cè)之間布置形狀鎖合元件，該鎖合元件阻止齒環(huán)相對于軸承襯套的扭轉(zhuǎn)。這些形狀鎖合元件以廉價(jià)方式與軸承襯套或齒環(huán)一體式連接。
[0012]有利之處在于，形狀鎖合元件在軸承襯套的整個(gè)長度上延伸。由此，在包塑軸承襯套時(shí)可能形成的夾帶空氣不會對扭轉(zhuǎn)止動產(chǎn)生損害，因?yàn)檫@種夾帶空氣被局部地限制，并且沿軸向最多在軸承襯套的部分區(qū)域上延伸。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪的特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，形狀鎖合元件的切向和/或徑向的尺寸沿軸向變化。在此，形狀鎖合元件的切向的尺寸可以理解為其在軸承襯套周向上的寬度。形狀鎖合元件的徑向的尺寸相應(yīng)于其材料厚度。通過形狀鎖合元件在軸承襯套長度上的切向和/或徑向的尺寸變化可以獲得軸承襯套與齒環(huán)之間的改進(jìn)的形狀鎖合，因?yàn)樾螤铈i合元件的變化的尺寸降低了出現(xiàn)缺陷的概率，該缺陷尤其是指在制作行星齒輪時(shí)在軸承襯套與齒環(huán)之間的邊界區(qū)域中可能構(gòu)成的夾帶空氣，其損害軸承襯套與齒環(huán)之間的形狀鎖合的連接。
[0014]尤其可以規(guī)定，形狀鎖合元件的切向和/或徑向的尺寸沿軸向連續(xù)變化。
[0015]例如可以規(guī)定，形狀鎖合元件的切向和/或徑向的尺寸從軸承襯套的第一端側(cè)出發(fā)朝向軸承襯套第二端側(cè)方向連續(xù)增大或縮小。
[0016]有利的是，全部形狀鎖合元件相同地被構(gòu)造，并且其切向和/或徑向的尺寸沿軸向相同地變化。
[0017]在本發(fā)明一個(gè)有利實(shí)施方式中，形狀鎖合元件構(gòu)造為肋條，它們從軸承襯套的外部罩面突出。這些肋條可以與軸承襯套組合構(gòu)成一體式塑料成型件,該塑料成型件由齒環(huán)包塑。
[0018]肋條的寬度和/或高度，S卩，其切向或徑向的尺寸，優(yōu)選為可以沿軸向連續(xù)變化。例如可以規(guī)定，這些肋條在軸承襯套的整個(gè)長度上延伸，其中，它們在軸承襯套的第一端側(cè)區(qū)域內(nèi)具有比在軸承襯套的第二端側(cè)區(qū)域內(nèi)更小的寬度和/或更小的高度。
[0019]在大多數(shù)情況下，行星傳動裝置的行星齒輪布置在油底殼中。在根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪的情況下，為了阻止油侵入軸承襯套與齒環(huán)之間的邊界區(qū)域的危險(xiǎn)，在本發(fā)明的有利實(shí)施方式中，軸承襯套與齒環(huán)之間的邊界面在軸承襯套的端側(cè)與軸承襯套的外部罩面之間的過渡區(qū)域中設(shè)計(jì)成曲徑形式。邊界面的曲徑式的形狀降低了油侵入軸承襯套與齒環(huán)之間的風(fēng)險(xiǎn)。
[0020]特別有利的是，軸承襯套在其兩個(gè)端側(cè)上分別具有軸向凸起的凸臺，該凸臺被齒環(huán)端側(cè)的端部區(qū)段圍嵌住。通過軸承襯套的軸向凸起的凸臺由齒環(huán)圍嵌住，在軸承襯套與齒環(huán)之間建立了可承受特別強(qiáng)的機(jī)械負(fù)荷的形狀鎖合。此外，通過齒環(huán)的軸向突出于軸承襯套的端部區(qū)段確保了，在行星齒輪端側(cè)貼靠行星架時(shí)，僅齒環(huán)與行星架直接接觸，相反避免了軸承襯套端側(cè)滑動地貼靠行星架。
[0021]為了把行星齒輪與行星架之間的滑動摩擦保持得特別小，通常使用潤滑劑。為了確保在區(qū)域中有足夠的潤滑劑，該區(qū)域是滑動地貼靠行星架軸頸的軸承襯套的內(nèi)部罩面，在本發(fā)明有利的實(shí)施方式中規(guī)定，齒環(huán)具有沿軸向突出于軸承襯套端側(cè)的端部區(qū)段，其中，行星齒輪的內(nèi)直徑在軸承襯套端側(cè)與齒環(huán)的軸向突出的端部區(qū)段之間階躍式擴(kuò)寬。在這種類型的設(shè)計(jì)方案中，根據(jù)本發(fā)明的行星齒輪在軸承襯套端側(cè)與齒環(huán)端部區(qū)段之間的區(qū)域內(nèi)具有直徑階躍部。這個(gè)直徑階躍部使提供潤滑介質(zhì)儲存部成為可能，在使用行星齒輪時(shí)，潤滑介質(zhì)沿徑向在齒環(huán)端部區(qū)段與行星架的軸頸之間延伸。
[0022]前述行星齒輪優(yōu)選用于馬達(dá)驅(qū)動的清潔設(shè)備，尤其用于高壓清潔設(shè)備和用于地面清潔設(shè)備。行星傳動裝置例如可以布置在驅(qū)動馬達(dá)(優(yōu)選為電機(jī))與斜盤之間，借助這些行星傳動裝置高壓清潔設(shè)備的泵的活塞可以在軸向上往復(fù)運(yùn)動。這種形式的行星傳動裝置承受較高的機(jī)械負(fù)荷，并且也承受較高的溫度負(fù)荷。已證實(shí)，通過使用前述類型的行星齒輪可以實(shí)現(xiàn)，即使在行星傳動裝置中有更高的溫度，行星傳動裝置也不會被損害。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面，結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。其中:
[0024]圖1示出根據(jù)本發(fā)明行星齒輪的立體圖；
[0025]圖2示出圖1中的行星齒輪立體圖的分解視圖；
[0026]圖3示出沿圖1中線3-3的行星齒輪的剖面圖；
[0027]圖4示出圖3中的局部X的放大視圖；
[0028]圖5示出圖1中的行星齒輪的軸承襯套的俯視圖；以及
[0029]圖6示出圖5中沿箭頭A方向的軸承襯套側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]在附圖中示意性示出行星齒輪10，該行星齒輪優(yōu)選使用在可馬達(dá)驅(qū)動的清潔設(shè)備(尤其是高壓或地面清潔設(shè)備)的行星傳動裝置中。其完全由塑料制成并且包括呈套筒狀的軸承襯套12和齒環(huán)14,齒環(huán)在周向上完全包圍軸承襯套12,并且在軸向上突出于軸承襯套12的第一端側(cè)16和軸承襯套12的第二端側(cè)18。這尤其被圖3清楚地示出。
[0031]軸承襯套12包括圓柱形的罩20，該罩的罩內(nèi)表面構(gòu)成行星齒輪10的滑動面22并且在該罩的外部的罩面24上徑向向外突起呈縱向肋條26形式的形狀鎖合元件。在所示實(shí)施例中使用四個(gè)相同構(gòu)造的縱向肋條26，它們彼此以相等的角間距布置。
[0032]軸承襯套12的第一凸臺28沿軸向突出于第一端側(cè)16，并且第二凸臺30沿軸向突出于軸承襯套12的第二端側(cè)18。這兩個(gè)凸臺28、30分別具有垂直于行星齒輪20的縱向軸線32取向的平坦端面34或36，其通過錐形過渡面38或40過渡到軸承襯套12的第一端側(cè)16中或第二端側(cè)18中。
[0033]尤其從圖4和圖5中清楚地示出，縱向肋條26在軸承襯套12整個(gè)長度上從第一凸臺28的端面34延伸直至第二凸臺30的端面36。從端面34至端面36縱向肋條26連續(xù)加寬，也就是說，縱向肋條26的彼此背離的側(cè)面42，44彼此傾斜地取向。這尤其由圖5清楚地示出。縱向肋條26的寬度相應(yīng)于兩個(gè)側(cè)面42、44之間的間距，該間距沿軸向連續(xù)增大?？v向肋條26的寬度相應(yīng)于縱向肋條的切向的尺寸。
[0034]在徑向上，縱向肋條26的尺寸也隨著端面34的間距增大而變化。這些肋條的高度從端面34出發(fā)沿端面36的方向連續(xù)增大。這尤其由圖4清楚地示出。
[0035]齒環(huán)14包括第一端部區(qū)段46，其在軸向上突出于軸承襯套12的第一凸臺28，并且借助指向軸向內(nèi)的內(nèi)邊緣48圍嵌住第一凸臺28。此外，齒環(huán)14還包括第二端部區(qū)段50，其在軸向上突出于軸承襯套12的第二凸臺30，并且借助指向軸向內(nèi)的內(nèi)邊緣52圍嵌住第二凸臺30。內(nèi)邊緣48和52的內(nèi)直徑相等，并且大于軸承襯套12的內(nèi)直徑。這導(dǎo)致，行星齒輪10在第一端側(cè)16與第一端部區(qū)段46的內(nèi)邊緣48之間的過渡區(qū)域中具有指向外的第一直徑級54，并且在第二端側(cè)18的區(qū)域中，行星齒輪10在第二端部區(qū)段50的內(nèi)邊緣52與軸承襯套12之間具有指向外的第二直徑級56。這尤其由圖4清楚地示出。
[0036]這兩個(gè)凸臺28、30在端側(cè)16與18與外罩面24之間的過渡區(qū)域中賦予軸承襯套12與齒環(huán)14之間的邊界面一個(gè)曲徑式的外形。
[0037]用雙組分注塑成型方法制作行星齒輪10。在所示實(shí)施方式中，在第一制造步驟中，
軸承襯套12連同縱向肋條26被制作為第--體式塑料成型件，該第--體式塑料成型件
在后續(xù)的用于構(gòu)造齒環(huán)14的制造步驟中被流動性的塑料材料包塑。以POM (聚甲醛)為基礎(chǔ)的復(fù)合材料用于制作軸承襯套12，為了改善軸承襯套12的滑動特性而給復(fù)合材料混合添加劑。以POM (聚甲醛)為基礎(chǔ)的復(fù)合材料同樣用于制作齒環(huán)14，為了提高機(jī)械穩(wěn)定性而給復(fù)合材料混合增強(qiáng)材料。齒環(huán)14在周向上包圍軸承襯套12，并且在軸向上突出于軸承襯套12，其中，齒環(huán)14圍嵌住軸承襯套12的凸臺28和30。軸承襯套12的縱向肋條28形成形狀鎖合元件，其保障在軸承襯套12與齒環(huán)14之間的抗相對轉(zhuǎn)動的連接。
[0038]為了裝配，可以將行星齒輪10固定到行星架的軸頸上，從而軸承襯套12的滑動面22滑動地貼靠軸頸。為了將軸承襯套12與軸頸之間的滑動摩擦保持得較小，通常使用潤滑材料，例如油。在此，端側(cè)16、18與內(nèi)邊緣48或52之間的直徑級54和56限定潤滑材料儲存部。在此，在端側(cè)16、18與外罩面24之間的過渡區(qū)域中，軸承襯套12與齒環(huán)14之間邊界面的曲徑式的設(shè)計(jì)方式保證了，潤滑材料不會侵入軸承襯套12與齒環(huán)14之間。
[0039]行星齒輪10具有非常高的耐熱性，并且優(yōu)選使用在馬達(dá)驅(qū)動的清潔設(shè)備(例如高壓清潔設(shè)備和地面清潔設(shè)備)的行星傳動裝置中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于行星傳動裝置的行星齒輪(10)，所述行星齒輪具有用于連到所述行星傳動裝置的行星架上的軸承襯套(12)和在周向上環(huán)繞所述軸承襯套(12)的齒環(huán)(14)，所述齒環(huán)由塑料制成，其特征在于，所述軸承襯套(12)構(gòu)成由塑料制成的滑動軸承，并且所述齒環(huán)(14)作為塑料成型件成形在所述軸承襯套(12)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星齒輪，其特征在于，所述軸承襯套(12)和所述齒環(huán)(14)由以同一種基礎(chǔ)材料為基礎(chǔ)的復(fù)合材料制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星齒輪，其特征在于，所述軸承襯套(12)和所述齒環(huán)(14)分別由以POM為基礎(chǔ)的復(fù)合材料制成。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的行星齒輪，其特征在于，所述軸承襯套(12)和所述齒環(huán)(14)借助形狀鎖合元件(26)抗相對轉(zhuǎn)動地彼此連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行星齒輪，其特征在于，所述形狀鎖合元件(26)在所述軸承襯套(12)的整個(gè)長度上延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的行星齒輪，其特征在于，所述形狀鎖合元件(26)的切向和/或徑向的尺寸沿軸向變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的行星齒輪，其特征在于，所述形狀鎖合元件被設(shè)計(jì)為肋條(26)，它們從所述軸承襯套(12)的外部罩面(24)突出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的行星齒輪，其特征在于，所述肋條(26)的寬度和/或高度沿軸向連續(xù)變化。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的行星齒輪，其特征在于，所述軸承襯套(12)與所述齒環(huán)(14)之間的邊界面在所述軸承襯套(12)的端側(cè)(16、18)與所述軸承襯套(12)的外部罩面(24 )之間的過渡區(qū)域中設(shè)計(jì)成曲徑式。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的行星齒輪，其特征在于，所述軸承襯套(12)在其兩個(gè)端側(cè)(16、18)上分別具有軸向凸起的凸臺(28、30)，所述凸臺被所述齒環(huán)(14)端側(cè)的端部區(qū)段(46、50)圍嵌住。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的行星齒輪，其特征在于，所述齒環(huán)(14)具有沿軸向突出于所述軸承襯套(12)的端側(cè)(16、18)的端部區(qū)段(46，50)，其中，所述行星齒輪(10)的內(nèi)直徑在所述軸承襯套(12)的端側(cè)(16，18)與所述齒環(huán)(14)的軸向突出的端部區(qū)段(46、50)之間階躍式擴(kuò)寬。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的行星齒輪(10)應(yīng)用在馬達(dá)驅(qū)動的清潔設(shè)備中，尤其是應(yīng)用在高壓清潔設(shè)備或地面清潔設(shè)備的行星傳動裝置中。
【文檔編號】F16H55/06GK103477122SQ201180069871
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】沃爾夫?qū)つ吕? 斯特凡妮·米斯納爾, 托馬斯·邁爾 申請人:阿爾弗雷德·凱馳兩合公司