In einem Planetengetriebe — oder auch Umlaufradgetriebe — laufen mindestens zwei, oft mehr sogenannte Planetenzahnräder in einem Hohlrad. Alle Planeten sind über die „Sonne“, ein zentrales Zahnrad, miteinander verbunden. Diese kompakte Anordnung überträgt Drehmomente bei Anwendungen, in denen wenig Bauraum zur Verfügung steht. Mit den richtigen konstruktiven Kniffen lässt sich noch einiges mehr aus den Planetengetrieben herausholen.

Stefan Fischer entwickelt Planetengetriebe für industrielle Antriebstechnik bei ebm-papst in Lauf. (Foto: ebm-papst)
Ein wichtiger Ansatzpunkt ist der Schrägungswinkel β an den Zahnrädern. Sind die Räder gerade verzahnt, ist es besonders bei hohen Übersetzungen technisch schwierig, immer einen Zahn im Eingriff zu haben.
Das heißt, das Getriebe vibriert, ist laut und verschleißt schneller. Also ist es günstig, die Verzahnung schräg auszuführen und damit eine sogenannte Sprungüberdeckung zu erreichen. Das ist zwar konstruktiv herausfordernd, wird aber belohnt mit einem ruhigen, geräusch- und verschleißarmen Lauf.
An der Sprungüberdeckung εβ lässt sich weiter tüfteln. Den Schrägungswinkel β haben wir bei einigen unserer Getriebe so optimiert, dass es zu einem scheinbar paradoxen Resultat führt: Obwohl unsere Sonne nur drei Zähne hat, sind an jedem Planeten zu jedem Zeitpunkt 2,049 Zähne im Eingriff, bei drei Planeten also insgesamt durchgehend 6,147 Zähne.
Neben einem noch ruhigeren Lauf erreichen wir so vor allem eines: Kompaktheit. Denn wir kommen dadurch mit weniger Getriebestufen hintereinander aus. Für eine Untersetzung von 17 : 1 reicht uns nur eine Getriebestufe statt der sonst marktüblichen zwei; für eine Untersetzung von 204 : 1 reichen zwei Stufen statt drei — immer eine Stufe weniger als sonst üblich. Das reduziert die Baulänge des Getriebes immens.

Die sogenannte Sprungüberdeckung ist ein wichtiger Faktor bei Planetengetrieben. Obwohl die Sonne (a) nur drei Zähne hat, befinden sich rechnerisch stets 2,049 Zähne gleichzeitig im Eingriff an jedem einzelnen der drei Planeten (b). Möglich ist das durch den optimal gewählten Schrägungswinkel β.
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