Planetengetriebe: Aufbau und Funktion

Aufgabe

Das Planetengetriebe hat die Aufgabe das Drehmoment weiter zu steigern, weil die etwa fünfundzwanzigfache Steigerung dem Motordrehmoment im Wandler zu gering ist. Außerdem hat es die Aufgabe die Schaltung der Gänge bei voller Belastung zu ermöglichen, weil durch den Wandler keine Kraftunterbrechung zwischen Motor und Getriebe möglich ist.

Aufbau

Bei diesem Bild ist ein Planetengetriebe ohne Planetenradträger dargestellt.
A: Hohlrad
B: Sonnenrad
C: Planetenräder

Ein Planetengetriebe besteht in der Standardversion aus einem Sonnerad, dass sich in der Mitte des Getriebes befindet und sich bewegen lässt oder feststehen kann. Weiterhin besteht es aus drei Planetenrädern die kleiner als das Sonnenrad sind und um dieses angeordnet sind, diese sind an dem Planetenradträger befestigt und lassen sich frei drehen oder können wie der auch der Planetenradträger gesperrt werden. Den äußeren Abschnitt des Getriebeinneren ist das Hohlrad, welches sich auch feststellen und bewegen lässt.

Funktion

Das Sonnenrad sitzt auf der Motorwelle und dreht die Planetenräder, die am äußeren Zahnkranz abrollen. Die Luftschraube ist fixiert mit der Verbindungsplatte der Planetenräder. Die Untersetzung des Planetengetriebes ist gleich dem Verhältnis von Zähnen Sonnenrad zu äußerem Zahnkranz.

Vorteile

Es herrschen kleinere Zahnkräfte, da das Drehmoment über mehrere Zahnräder verteilt wird. Außerdem hat dieses Getriebe eine kompakte Bauweise, dadurch benötigt es nur wenig Platz. Da kein Gleichlauf hergestellt werden muss, können die Gänge ohne Kraftflussunterbrechung geschaltet werden. Da ständig alle Zahnräder im Eingriff sind, ist ein geräuscharmer Lauf garantiert.

Nachteile

Bei Kfz-Getrieben muss der Kraftfluss immer in einer Richtung verlaufen. Es kann dabei zum Beispiel die Welle zum Hohlrad nicht im 2.Gang Antriebswelle, im Rückwärtsgang Antriebswelle werden, weil sie dann auf der anderen Seite des Getriebes liegen müsste. Wie lassen sich Planetengetriebe dennoch verwenden? Durch Kombination zweier einfacher Planetengetriebe zu einem Getriebesatz.

Ausführungen

Der einfache Planetensatz findet im Automatischen Getriebe keine Anwendung, entweder hat man:

• hintereinandergeschaltete Planetenradsätze, welches aus zwei hintereinandergeschalteten einfachen Planetenradsätzen besteht,
• einen Ravigneaux-Planetenradsatz, der nur ein Hohlrad hat, dafür(auf einem gemeinsamen Träger)jeweils Paare von Planetenrädern die in zwei Sonnenrädern eingreifen,
• oder einen Simpson-Satz, der sich aus einem gemeinsamen breiten Sonnenrad, zwei einfachen Planetenradsätzen und zwei Hohlrädern zusammensetzt.

Fragen

1. Aus wie vielen Rädern besteht ein einfacher Planetenradsatz und wie heißen sie?
2. Wie viele Ausführungen von Planetenradsystemen gibt es und wie heißen sie?
3. Wozu dient das Planetengetriebe?
4. In welchen Bereichen werden Planetengetriebe hauptsächlich verwendet?

siehe zur Lösung auf den Antwortartikel: Planetengetriebe: Aufbau und Funktion: Antworten

Links

Hier einige Links zum Thema Planetengetriebe:

• Wikipedia
• PlanetengetriebeanimationEine Seite auf der man verschiedene Planetenradsätze zusammenbauen kann und Berechnungen an diesen Modellen möglich sind.

Animationen

Ansicht in Ruhe

Zähne: z_Sonne=24, z_Planeten=16, z_Hohl=56.

Planetenträger fest

Zähne: z_Sonne=24, z_Planeten=16, z_Hohl=56

Je nach Kraftfluss ergeben sich zwei Möglichkeiten bzw. Übersetzungsverhältnisse:

• Antrieb = Sonnenrad, Abtrieb = Hohlrad, Planetenräder als Zwischenrad

zHohl     i  =  ────      zSonne

56     i  =  ───      24

i  =  2,33 : 1

bzw. in umgekehrter Richtung:

• Antrieb = Hohlrad, Abtrieb = Sonnenrad, Planetenräder als Zwischenrad

zSonne     i  =  ────      zHohl

24     i  =  ───      56

i  =  0,43 : 1

Hohlrad fest

Zähne: z_Sonne=24, z_Planeten=16, z_Hohl=56

Je nach Kraftfluss ergeben sich zwei Möglichkeiten bzw. Übersetzungsverhältnisse:

• Antrieb = Sonnenrad, Abtrieb = Planetenträger, Planetenräder als Zwischenrad

zHohl     i  =  1 + ────         zSonne

56     i  =  1 + ───      24

i  =  3,33 : 1

bzw. in umgekehrter Richtung:

• Antrieb = Planetenträger, Abtrieb = Sonnenrad, Planetenräder als Zwischenrad

Damit ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von 0:3 : 1 (als Kehrwert von 3,33 : 1)

Direkter Gang

Zähne: z_Sonne=24, z_Planeten=16, z_Hohl=56.
Zwei der drei Wellen sind gekuppelt; damit gilt: i = 1:1

Urheber aller Animationen in diesem Abschnitt: Jahobr