Umlaufgetriebe

Umlaufgetriebe

In einem Planeten- oder Planetengetriebe laufen mehrere gleichmäßig über den Umfang verteilte Stirnräder zwischen einem Zahnrad mit Innenverzahnung und einem Zahnrad mit Außenverzahnung auf einer konzentrischen Umlaufbahn. Die Zirkulation des Stirnrads erfolgt analog zur Umlaufbahn der Planeten im Sonnensystem. So erhielten Planetenräder ihren Namen.

Die Komponenten eines Planetengetriebes lassen sich in vier Hauptbestandteile unterteilen.

Das Gehäuse mit integrierter Innenverzahnung wird als Hohlrad bezeichnet. In den meisten Fällen ist das Gehäuse fest. Das antreibende Sonnenritzel befindet sich in der Mitte des Zahnkranzes und ist koaxial zum Abtrieb angeordnet. Das Sonnenritzel wird üblicherweise an einem Spannsystem befestigt, um die mechanische Verbindung zur Motorwelle herzustellen. Während des Betriebs rollen die auf einem Planetenträger gelagerten Planetenräder zwischen Sonnenrad und Hohlrad. Der Planetenträger repräsentiert auch die Abtriebswelle des Getriebes.

Der einzige Zweck der Planetenräder ist die Übertragung des erforderlichen Drehmoments. Die Anzahl der Zähne hat keinen Einfluss auf das Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Die Anzahl der Planeten kann ebenfalls variieren. Mit zunehmender Anzahl der Planetenräder steigt die Lastverteilung und damit das übertragbare Drehmoment. Durch Erhöhen der Anzahl der Zahneingriffe wird auch die Rollkraft verringert. Da nur ein Teil der Gesamtleistung als Rollkraft übertragen werden muss, ist ein Planetengetriebe äußerst effizient. Der Vorteil eines Planetengetriebes gegenüber einem einzelnen Stirnradgetriebe liegt in dieser Lastverteilung. Es ist daher möglich, hohe Drehmomente mit zu übertragen

h hoher Wirkungsgrad bei kompakter Bauweise durch Planetengetriebe.

Sofern das Hohlrad eine konstante Größe aufweist, können durch Variation der Zähnezahl des Sonnenrades und der Zähnezahl der Planetenräder unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse realisiert werden. Je kleiner das Sonnenrad ist, desto größer ist die Übersetzung. Technisch gesehen beträgt ein sinnvoller Übersetzungsbereich für eine Planetenstufe ca. 3: 1 bis 10: 1, da die Planetenräder und das Sonnenrad oberhalb und unterhalb dieser Verhältnisse extrem klein sind. Höhere Übersetzungsverhältnisse können erzielt werden, indem mehrere Planetenstufen in Reihe im selben Hohlrad geschaltet werden. In diesem Fall spricht man von mehrstufigen Getrieben.

Bei Planetengetrieben können die Drehzahlen und Drehmomente durch ein Hohlrad überlagert werden, das nicht feststeht, sondern in jede Drehrichtung angetrieben wird. Es ist auch möglich, die Antriebswelle zu fixieren, um das Drehmoment über den Zahnkranz aufzunehmen. Planetengetriebe haben in vielen Bereichen des Maschinenbaus einen hohen Stellenwert erlangt.

Sie haben sich vor allem in Bereichen etabliert, in denen hohe Leistungen und hohe Drehzahlen bei günstiger Anpassung des Massenträgheitsverhältnisses übertragen werden müssen. Hohe Übersetzungsverhältnisse lassen sich auch mit Planetengetrieben problemlos erreichen. Aufgrund ihrer positiven Eigenschaften und ihrer kompakten Bauweise haben die Getriebe viele Einsatzmöglichkeiten in industriellen Anwendungen.

Die Vorteile von Planetengetrieben:

Koaxiale Anordnung von Eingangswelle und Ausgangswelle

Lastverteilung auf mehrere Planetenräder

Hoher Wirkungsgrad durch geringe Rollkraft

Nahezu unbegrenzte Übersetzungsmöglichkeiten durch Kombination mehrerer Planetenstufen

Durch die Befestigung dieses oder jenes Teils des Getriebes als Planetenschaltgetriebe geeignet

Einsatzmöglichkeit als übergeordnetes Getriebe

Günstige Lautstärke