Was ist ein Planetengetriebe und wie funktioniert es?

Planetengetriebe sind in der industriellen Antriebstechnik weit verbreitete Getriebe in kompakter Bauweise und für eine vielseitige Einsetzbarkeit. Da die Planetengetriebe nicht ortsfest montiert sind, führen sie kreisförmige Bewegungen aus. Planetengetriebe sind Getriebe, die aufgrund ihrer kompakten Bauweise und ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten in der industriellen Antriebstechnik weit verbreitet sind. Da Planetengetriebe nicht ortsfest montiert sind, führen sie eine Umlaufbewegung aus. Aus diesem Grund wird ein Planetengetriebe auch als Umlaufgetriebe oder Umlaufrädergetriebe bezeichnet.

Grundlagen des Planetengetriebes

Das Planetengetriebe besteht aus einem Sonnenrad, mehreren Planetenrädern, einem Hohlrad und einem Träger. Die Antriebswelle treibt die Drehung des Sonnenrads an. Die Planetenräder greifen in das Sonnenrad ein und drehen sich auf ihrer Achse, wenn sich das Sonnenrad dreht. Die Planetenräder greifen auch in ein festes Hohlrad ein, die Planetenräder um das Sonnenrad dreht. Der Träger hält die Planetenräder zusammen und bestimmt ihre Teilung. Sie dreht sich zusammen mit den Planetenrädern und ist mit der Abtriebswelle verbunden.

Die Anordnung und der Verlauf der Zahnräder kann mit unserem Planetensystem verglichen werden, in dem sich die Planeten um die Sonne drehen, woher das Planetengetriebe seinen Namen hat.

Die Anzahl der Planetenräder ist nicht festgelegt, in industriellen Anwendungen sind es jedoch mindestens drei. Mit zunehmender Anzahl von Planetenrädern kann das übertragbare Drehmoment erhöht werden, indem die Last auf eine größere Anzahl von Zahneingriffen verteilt wird.

Merkmale von Planetengetrieben

Da Planetengetriebe mehrere Planetenräder enthalten, greifen während des Betriebs mehrere Zähne gleichzeitig ineinander. Diese Kraftverteilung sorgt für einen höheren Wirkungsgrad als bei anderen Getriebetypen und ermöglicht daher auch höhere übertragbare Drehmomente bei einer kompakteren Bauweise.

Das Übersetzungsverhältnis eines Planetengetriebes wird durch das Verhältnis zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad bestimmt. Wenn die Größe des Hohlrads gleich bleibt, kann man die Übertragungsverhältnisse durch Änderung der Zähnezahl des Sonnenrads und des Planetenrads ändern. In mathematischer Hinsicht ist das kleinste Übersetzungsverhältnis 3:1 und das größte 10:1. Bei Übersetzungsverhältnissen kleiner als 3 wird das Sonnenrad zu groß für die Planetenräder. Bei einem Übersetzungsverhältnis von über 10 wird das Sonnenrad zu klein und das Drehmoment sinkt. Wenn jedoch höhere Übersetzungsverhältnisse erforderlich sind, können mehrere Planetenradsätze hintereinander in demselben Hohlrad oder in zwei festen Hohlrädern angeordnet werden. Eine solche Konstellation nennt man dann ein mehrstufiges Planetengetriebe. Planetengetriebe sind für Links- und Rechtslauf sowie für Dauer-, Wechsel- und Aussetzbetrieb geeignet.

Typen von Planetengetrieben

1.Radantrieb

Das Sonnenrad treibt die umgebenden Planetenräder an, die auf dem Träger des Radantriebsgetriebes befestigt sind. Wenn das Sonnenrad angetrieben wird, rotieren die Planetenräder das äußere Hohlrad. Die Räder können auf dem Gehäuse des Getriebes montiert werden. Durch die Montage der Räder direkt am Getriebe kann die Größe der Bauteile auf ein Minimum reduziert werden.

2.Wellenabtrieb

Das Sonnenrad treibt die umgebenden Planetenräder an, die im rotierenden Träger des Antriebswellengetriebes untergebracht sind. Das Gehäuse des Getriebes ist direkt an der Maschine befestigt, der Abtrieb ist eine rotierende Welle.

3.Spindelabtrieb

Das Planetengetriebe mit Spindelabtrieb arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip wie der Wellenabtrieb, allerdings ist der Abtrieb in Form eines Flansches ausgeführt.

Vorteile des Planetengetriebes

Die Antriebs- und Abtriebswellen eines Planetengetriebes sind koaxial. Durch diese Bauweise sind die Planetengetriebe sehr kompakt. Sie übertragen hohe Drehmomente in kompakter Bauweise mit hoher Drehmomentdichte und geringem Umkehrspiel. Diese einfache Konstruktion ist eine effiziente Art der Leistungsübertragung vom Motor zum Ausgang. Ungefähr 97 % der Energie des Einsatzes wird auf den Ausgang transferiert. Sie ermöglichen hohe Getriebeübersetzungen und große Geschwindigkeitsreduzierungen. Sie haben die richtige Steifigkeit und einen niedrigen Geräuschpegel. Sie haben eine längere Lebensdauer aufgrund einer besseren Lastverteilung.

Fett oder Öl als Schmiermittel für Planetengetriebe

Durch die Zugabe von Schmiermittel wird die Häufigkeit von Ausfällen von Planetengetrieben verringert und die Betriebsdauer des Geräts verlängert.Wenn ein Planetenrad näher am Sonnenrad liegt als das andere, kann es zu einem Ungleichgewicht in den Planetenrädern kommen, was zu erhöhtem Verschleiß und Ausfall führt. Aus diesem Grund enthält jedes Planetengetriebe ein Schmiermittel, um die Leistungsfähigkeit der Getriebe aufrechtzuerhalten und Verschleiß vorzubeugen, egal ob es sich um Fett, Öl oder synthetisches Gel handelt.

Darüber hinaus führt die kompakte Bauweise der Planetengetriebe zu einer hohen Wärmeableitung. Daher kann bei Anwendungen, die mit sehr hohen Geschwindigkeiten arbeiten oder eine kontinuierliche Leistung aufweisen, eine Kühlung erforderlich sein.Und Schmiermittel haben immer eine kühlende Wirkung und reduzieren auch Lärm und Vibrationen.

Anwendungen von Planetengetrieben

Planetengetriebe sind aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile in industriellen Anwendungen weit verbreitet. Planetengetriebe können die Umwandlung von Drehzahl und Drehmoment in elektrischen Systemen und Maschinen übernehmen. Planetengetriebe können an jede Art von Motor angeschlossen werden, z. B. an Servomotoren, Gleichstrommotoren oder Schrittmotoren. Natürlich ist der Einsatz von Planetengetrieben nicht auf industrielle Anwendungen beschränkt, sondern findet sich in vielen Bereichen wieder. Einige Anwendungsbereiche können sein:

• Antriebseinheiten für Roboter
• Fördertechnik für Förderbänder
• Antriebe für Werkzeugmaschinentische
• Druckmaschinen
• Dreidimensionaler Druck
• Verpackungsmaschinen
• Radantriebe
• Bahnantriebe
• Schwenkantriebe
• Kranantriebe
• Mischer
• Windenantriebe
• Pumpen
• Spulenschlauch-Injektor
• Schnecken- und Bohrantriebe
• Mähkopfantriebe
• Windkraftanlagen
• Roboter-Rasenmäher
• Antriebe für Operationstische in der Medizintechnik
• Sicherheitsausrüstung
• Instrumentierung
• Luft- und Raumfahrt