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Welches Plane­ten­ge­triebe ist das rich­tige?

Wenn sich Planeten um die Sonne drehen, dann denken Antriebs­tech­niker und Maschi­nen­bauer unwei­ger­lich an Plane­ten­ge­triebe. Mit entspre­chender Erfah­rung und ausge­reifter Ferti­gungs­technik lassen sie sich an unter­schied­liche Anwen­dungs­an­for­de­rungen anpassen: Sie können kosten­op­ti­miert, beson­ders leise oder auch sehr robust ausge­legt werden.


Bei Plane­ten­ge­trieben rollen mehrere Planeten­räder zwischen einem Hohlrad und einem zentral gela­gerten Sonnenrad ab. Diese Konstruk­tion bietet den Vorteil, dass durch die Last­ver­tei­lung auf mehrere Plane­ten­räder auch bei kompakter Bauweise hohe Dreh­mo­mente über­tragen werden können. Dabei liegen Antriebs- und Abtriebs­welle in einer Flucht; es gibt also keinen Achs­ver­satz.

Bild 1: Mit entspre­chender Erfah­rung und ausge­reifter Ferti­gungs­technik lassen sich Plane­ten­ge­triebe an unter­schied­liche Anwen­dungs­an­for­de­rungen anpassen. (Foto | ebm-papst)

Die Einsatz­be­reiche von Plane­ten­ge­trieben sind breit gefä­chert. In der Geräte-, Förder- und Medi­zin­technik sind sie ebenso zu finden wie in Schranken, bei Türan­trieben, in E-Bikes oder in der Verpa­ckungs­technik. Bei dieser Appli­ka­ti­ons­viel­falt ist es offen­sicht­lich, dass unter­schied­liche Plane­ten­ge­triebe gebraucht werden, um die viel­fäl­tigen Anwen­dungs­an­for­de­rungen zu erfüllen. Schließ­lich gibt es auch bei Plane­ten­ge­trieben keine eier­le­gende Woll­milchsau. Der Antriebs­spe­zia­list ebm-papst hat deshalb gleich mehrere Baureihen im Programm, denn Anwender brau­chen immer eine Lösung, die perfekt zur Appli­ka­tion passt und genau das leistet, was benö­tigt wird.

Um viel­fäl­tige Anwen­dungs­an­for­de­rungen zu erfüllen, werden unter­schied­liche Plane­ten­ge­triebe gebraucht.

Bei Plane­ten­ge­trieben, die auf den Ferti­gungs­li­nien (Bild 1) in Lauf bei Nürn­berg produ­ziert werden, reicht die Spanne daher vom Plane­ten­ge­triebe, das für „einfache“ Anwen­dungen nach wirt­schaft­li­chen Krite­rien opti­miert wurde, über dreh­mo­ment­starke oder beson­ders lauf­ru­hige Vari­anten bis hin zu sehr robusten Lösungen, die zudem eine hohe Über­last­fä­hig­keit bieten. Dabei haben die unter­schied­li­chen Getrie­be­aus­le­gungen eine grund­le­gende Gemein­sam­keit: Ihr modu­larer Aufbau sorgt für unge­wöhn­lich viele verschie­dene Unter­set­zungen in engma­schigen Abstu­fungen. Die Unter­set­zungen sind harmo­nisch gestuft und vor allem im Bereich kleiner Abtriebs­leis­tungen bewusst feiner aufge­glie­dert.

Für hohes Dreh­mo­ment

Bild 2: Durch größere Zahn­breiten in der Eingangs­stufe und der Festig­keits­stei­ge­rung durch die Hohl­rad­ver­zah­nung aus gehär­tetem Stahl in der Abtriebs­stufe eignet sich das Plane­ten­ge­triebe Perfor­maxPlus beson­ders für hohe Dreh­mo­mente. (Foto | ebm-papst)

Anwender, die lauf­ru­hige, robuste Getrie­be­lö­sungen für hohe Dreh­mo­mente suchen, sind beispiels­weise mit den Perfor­maxPlus-Plane­ten­ge­trieben gut beraten (Bild 2). Die Getriebe-Konstruk­tion nutzt den zur Verfü­gung stehenden Bauraum best­mög­lich: Durch Einsatz einer radialen Verschrau­bung der einzelnen Gehäu­se­kom­po­nenten steht ein maxi­maler Nutz­durch­messer für die Hohl­rad­ver­zah­nung zur Verfü­gung. Lösungen mit axialer Verschrau­bung – wie sonst üblich – schränken dagegen den für die Verzah­nung nutz­baren Bauraum ein, sodass nur verhält­nis­mäßig kleine Hohl­rad­durch­messer möglich sind und somit auch nur einge­schränkte Lasten über­tragen werden können. Durch große Zahn­breiten in der Eingangs­stufe und der Festig­keits­stei­ge­rung durch die Hohl­rad­ver­zah­nung aus gehär­tetem Stahl in der Abtriebs­stufe eignet sich Perfor­maxPlus beson­ders für hohe Dreh­mo­mente, die zum Beispiel in der Türtechnik und der Auto­ma­ti­sie­rung gefragt sind. Gleich­zeitig sorgt das Stahl­ge­häuse für Stoß­fes­tig­keit. Mit der optional einsetz­baren Radi­al­last­stufe HRL können außerdem extra hohe Radi­al­lasten aufge­fangen werden, z. B. bei Riemen­vor­span­nung. Abhängig von der Abtriebs­dreh­zahl sind Radi­al­kräfte bis zu 2.000 N über­tragbar.

Kompakte Allrounder

Auf der radial verschraubten Konstruk­tion basiert auch das für „einfa­chere“ Anwen­dungen ausge­legte Plane­ten­ge­triebe Performax (Bild 3). Anwender, die eine effi­zi­ente, wirt­schaft­liche Getrie­be­lö­sung z. B. für den Einsatz in thera­peu­ti­schen Reha-Geräten oder der Förder­technik suchen, sind damit gut beraten.

Bild 3: Die kompakten Performax-Getriebe sind Allrounder und über­zeugen durch ihre hohe Leis­tungs­dichte. Durch die Unter­set­zung von 17:1 bereits in der ersten Stufe ist es möglich auch dort ein einstu­figes Getriebe einzu­setzen, wo übli­cher­weise zwei Stufen erfor­der­lich wären. (Foto | ebm-papst)

Schräg­ver­zahnte Kunst­stof­fräder in der ersten Stufe sorgen für einen ruhigen Lauf, während das Zink-Druck­guss-Hohlrad in der zweiten Stufe den Ferti­gungs­pro­zess wirt­schaft­lich macht. Durch die Unter­set­zung von 17:1 bereits in der ersten Stufe ist es möglich auch dort ein einstu­figes Getriebe einzu­setzen, wo übli­cher­weise zwei Stufen erfor­der­lich wären. Statt mit drei kommt dieses Getriebe bei Unter­set­zungen bis 204:1 mit nur zwei Stufen aus. Das spart Platz, erhöht den Wirkungs­grad und senkt eben­falls die Kosten.

Große Lauf­ruhe für leisen Betrieb

In der Medi­zin­technik gibt es viele Anwen­dungen, bei denen Getriebe möglichst leise sein müssen, vor allem wenn die Antriebe nahe am Pati­enten arbeiten. Typi­sche Beispiele finden sich bei der Dialyse, an OP-Tischen oder in der Diagnostik. Gefor­dert ist hier ein möglichst lauf­ru­higer Betrieb. Die Noisel­ess­Plus Getriebe sind in solchen Fällen eine gute Wahl. Ihr Alumi­ni­um­ge­häuse und die präzise, geräu­sch­op­ti­mierte Schräg­ver­zah­nung der schwin­gungs­dämp­fenden Kunst­stof­fräder in beiden Stufen redu­ziert die Schall­ab­strah­lung deut­lich. Das Geräusch­ver­halten ist auch unter extremen Betriebs­be­din­gungen last­un­ab­hängig und durch die doppelte Kugel­la­ge­rung der Abtriebs­welle mindern selbst hohe Radi­al­lasten die Lebens­dauer nicht. Die ein- oder zwei­stu­figen Ausfüh­rungen bieten hohe Unter­set­zungs­viel­falt von 4,33:1 bis 231:1. Dank der spanenden Ferti­gung der Gehäuse ist hohe Flexi­bi­lität bei der Kunden­an­bin­dung möglich.

Bild 4: Anwen­dungen in der Intra­lo­gistik wie z. B. eine Sortier­weiche fordern kompakte, kraft­volle und gleich­zeitig robuste Getriebe. Hier können Optimax-Plane­ten­ge­triebe punkten. (Foto | nullplus / Adobe Stock)

Robust und leis­tungs­stark

Viele Anwen­dungen in der indus­tri­ellen Auto­ma­ti­sie­rung aber auch in der Intra­lo­gistik fordern heute kompakte, kraft­volle und gleich­zeitig robuste Getriebe (Bild 4). Typi­sche Beispiele sind Shuttle-Fahr­zeuge oder Cross­belt-Förderer. Hier können die Optimax-Plane­ten­ge­triebe punkten, die es in zwei Baugrößen gibt (Bild 5). Die größere Vari­ante beispiels­weise bietet bei einem Einbau-Kanten­maß von 63 mm und einer Länge von gerade einmal 102 mm in der 2-stufigen Ausfüh­rung Spitzen-Dreh­mo­mente bis zu 150 Nm. Die fein abge­stimmte Unter­set­zungs­reihe reicht im einstu­figen Bereich von 3:1 über 5:1 bis hin zu 9:1. Die zwei­stu­fige Ausfüh­rung ist mit Unter­set­zungen 9:1, 15:1, 25:1 sowie 45:1 erhältlich.

Bild 5: Robuste Optimax-Getriebe: Alle Verzah­nungs­teile bestehen aus gehär­tetem Stahl und trotz des geringen Kanten­maßes wurde ein sehr großer Hohl­rad­durch­messer reali­siert, da die vier axialen Befes­ti­gungs­schrauben in die Ecken des Quadrates plat­ziert sind. (Foto | ebm-papst)

Robust­heit wird zum einen dadurch erreicht, dass alle Verzah­nungs­teile aus gehär­tetem Stahl herge­stellt werden, zum anderen auch durch das Design: Trotz des geringen Kanten­maßes wurde ein sehr großer Hohl­rad­durch­messer reali­siert, da die vier axialen Befes­ti­gungs­schrauben in die Ecken des Quadrates plat­ziert sind. Auch hohe Radi­al­lasten, die z. B. durch Zahn­riemen oder Exzenter entstehen, sind unkri­tisch. Die Abtriebs­stufe ist mit zwei großen Kugel­la­gern sehr steif aufge­baut und bietet so im Nenn­be­trieb mit 500 N Radi­al­last eine wartungs­freie, berech­nete Lebens­dauer von bis zu 20.000 h. Die Getriebe lassen sich gut mit 63- und 80-mm-Motoren kombi­nieren. Für die klei­neren 42-mm-Motoren steht mit Optimax 42 eben­falls ein sehr robustes und über­last­festes ein- oder zwei­stu­figes Plane­ten­ge­triebe, stan­dard­mäßig in Schutzart IP54 zur Verfü­gung und rundet das Programm ab.

Antriebs­lö­sung mit System

Die beschrie­benen Plane­ten­ge­triebe sind Teil des durch­dachten ebm-papst Baukas­ten­sys­tems und können mit allen DC- und EC-Motoren kombi­niert werden. Mit den modernen ECI-Moto­ren­fa­mi­lien beispiels­weise gibt es eine breite Auswahl­pa­lette an dyna­mi­schen Motoren, Regel­elek­tro­niken, Getrieben, Brems- und Sensor­mo­dulen, die sich zu einem Antrieb nach Maß kombi­nieren lassen. Indi­vi­du­elle Antriebs­kom­plett­lö­sungen aus einer Hand mit aufein­ander abge­stimmten Kompo­nenten sind dadurch einfach reali­sierbar und lassen sich z. B. im Online-Portal zusam­men­stellen. Insge­samt sind mehrere tausend Vari­anten möglich. Defi­nierte Vorzugs­typen sind inner­halb von nur 48 Stunden versand­fertig, stehen damit unge­wöhn­lich schnell für Bemus­te­rungen zur Verfü­gung.

 

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