Planeten-Getriebe | für zahlreiche Einsatzfälle
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Die kompakte Bauweise, der geräuscharme Lauf, die Möglichkeit hohe Drehmomente zu übertragen, die Energieeffizienz mit hohen Wirkungsgraden und vieles mehr zeichnen die Planetengetriebe aus. Aufgrund ihrer hohen Drehsteife sorgt die Anordnung der Zahnräder zudem für eine sehr gute Stabilität. Wir stellen Ihnen hier Neuentwicklungen für industrielle Anwendungen vor wie die laufruhigen Umlauf-Getriebe von Reckon oder die Industrie 4.0 fähige Getriebe von Wittenstein sowie verschiedene Einsatzfälle.
Inhalt
- Planetengetriebe 2024 – Das Wichtigste in Kürze
- Planetengetriebe Innovationen
- Planeten Getriebe für Rundtische in Werkzeugmaschinen
- Präzisions-Planetengetriebe mit geringstem Verdrehspiel
- High-End Planetengetriebe mit extremer Laufruhe
- Leistungsfähiges Planetengetriebe mit Industrie 4.0 Konnektivität
- Planetengetriebe mit montiertem Ritzel für Zahnstangenantriebe
- Planetengetriebe zum Einsatz in fahrerslosen Transportsystemen
- Planetengetriebe mit Schrägrollenlager für hohe Radiallasten
- Planetengetriebe mit hoher Lebensdauer und Verzahnungsqualität
- Planetengetriebe für Rollenpressen mit großem Drehmomentbereich
- Archiv für Planetengetriebe
- Häufig gestellte Fragen
Planetengetriebe 2024 – Das Wichtigste in Kürze
Planetengetriebe, auch Umlaufgetriebe, finden breite Anwendung von der Automobilindustrie über Robotik bis hin zu Erneuerbaren Energien. Aktuelle Entwicklungen fokussieren sich auf die Verbesserung der Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz, um den steigenden Anforderungen moderner Antriebssysteme gerecht zu werden. Die Integration von smarten Technologien ermöglichen eine präzisere Steuerung und Überwachung des Getriebestatus, was zur Verlängerung der Lebensdauer und Reduzierung von Wartungskosten führt.
Innovationen im Bereich der Materialwissenschaften treiben die Entwicklung von leichteren, aber dennoch robusten Planetengetrieben voran, um die Gesamteffizienz von Maschinen und Fahrzeugen weiter zu steigern. Moderne Entwicklungen in der Fertigungstechnologie, wie die hochpräzise Bearbeitung und die Verwendung fortschrittlicher Materialien, haben es ermöglicht, die Toleranzen in der Herstellung von Planetengetrieben weiter zu verringern. Dies führt zu einer verbesserten Passgenauigkeit der Zahnräder und einer noch höheren Gesamtgenauigkeit des Getriebesystems.
Zusätzlich ermöglichen innovative Konstruktionsansätze und Verbesserungen bei den Lagerungen eine präzisere Führung der beweglichen Teile und tragen somit zur Steigerung der Effizienz und Lebensdauer bei.
Planetengetriebe Innovationen
Vom einfachen Planetengetriebe bis zum Präzisionsgetriebe stellen wir ihnen nachfolgend die Neuentwicklungen verschiedener Hersteller vor:
Planeten-Getriebe für Rundtische in Werkzeugmaschinen
11.09.2023 | Der völlig neu konzipierte Antrieb für Schwenkachsen von Schaeffler wurde mit einem Präzisionsplanetengetriebe PSC mit Servomotor umgesetzt. Das über die Lebensdauer konstante Verdrehspiel von nur 0,1 arcmin ermöglicht es erstmals, auf einen zweiten Antrieb zum Verspannen und Eliminieren des Verdrehspiels zu verzichten.
Präzisions-Planetengetriebe mit patentierter Verzahnung
29.04.2023 | Mit dem Präzisions-Planetengetriebe der Schaeffler PSC-Baureihe für Industrieroboter haben Konstruktuere im Vergleich zum Marktstandard durch ein um Faktor zehn geringeres Verdrehspiel und eine um Faktor drei verlängerte Gebrauchsdauer. Derartig große Entwicklungssprünge sind sehr selten.
High-End Planetengetriebe mit extremer Laufruhe
12.01.2022 | Servotecnica präsentiert die spielarmen und hochwertigen Planetengetriebe von Reckon. Sie bieten eine extreme Laufruhe und es gibt sie mit einer Vielzahl an Wellen Lagern.
Die Planetengetriebe sind hochpräzise und enthalten hochwertige Lager, Dichtung, Schmiermittel sowie Lackierung. Die Planetenträger haben Käfige, daher lassen sich die Zahnräder nicht axial verschieben oder biegen. Die Planetengetriebe haben eine hohe Steifigkeit, dadurch bleiben die Zahnräder während der Beschleunigungsphasen gut ausgerichtet und verbiegen sich nicht. Mit diesen Eigenschaften eignen sich die Planetengetriebe für anspruchsvolle Einsatzfälle wie in Förderern, schnellen Laserschneid-, Verpackungs- oder Druckmaschinen und auch Hochgeschwindigkeits Delta Robotern.
Effiziente Zahnrad Perspektiven aus Hochleistungskunststoff
Sechs Serien bieten für jede Anwendung schnell und einfach eine Lösung: X-treme, Booster und Ultimate eignen sich für Zahnstangen Zahnstangen mit hoher Beschleunigung. Access, Livley und Wiser sorgen in Standard-Anwendungen für ein optimales Preis-/Leistungsverhältnis. Das Sortiment umfasst eine Vielzahl an Baugrößen mit Drehmomenten von 5 bis 2000 Nm und Übersetzungen von 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 sowie deren Vielfachen bis zur Grenze von 100.
Die Reckon Getriebe verwenden jeweils den kleinstmöglichen Schrägungswinkel. Damit bieten sie immer ein Übersetzungsverhältnis von zwei und reduzieren gleichzeitig die axialen Kräfte auf die Innenelemente. Größtmögliche Laufruhe und eine lange Lebensdauer sind dadurch gewährleistet. Jedes Getriebe wird vor der Auslieferung mit bis zu 6000 min-1 bei Kompatibilität mit der max. zulässigen Drehzahl auf Geräuschentwicklung geprüft.
Leistungsfähiges Planetengetriebe mit Industrie 4.0 Konnektivität
25.05.2021 | Das neue Planetengetriebe XP+ High Torque der Alpha Premium line von Wittenstein alpha ist aktuell das mit der höchsten Drehmomentdichte und Verdrehsteifigkeit am Markt. Es bietet bis zu 144 % mehr Drehmomentdichte als das zweitbeste Planetengetriebe seiner Art, doppelte Verdrehsteifigkeit, um Faktor 2,5 verbessertes Kippmoment und bei vergleichbarer Baugröße 15 % weniger Baulänge oder bei vergleichbarer Leistung 30 % weniger Baulänge. Zudem ist es nur halb so schwer.
Das XP+ High Torque ermöglicht durch das integrierbare Sensormodul Cynapse mit Datenauswertelogik und der Kommunikationsschnittstelle IO-Link die zukunftssichere Anbindung in digitalisierte Antriebsachsen und Maschinen. Besonders Werkzeugmaschinen, Verpackungsanlagen, Handhabungstechnik und Sondermaschinenbau profitieren von den geannnten Leistungsdaten. Applikationen mit häufigem Drehrichtungswechsel, höchste Positionier- und Wiederholgenauigkeit, kürzesten Zykluszeiten und kompakter und platzsparender Bauform des Getriebes sind prädestiniert für den Einsatz das Hochleistungsgetriebes. Das Verdrehspiel liegt über die gesamte Lebensdauer konstant unter einer Winkelminute.
Für die Integration in digitalisierte Maschinenachsen und vernetzte Produktionsumgebungen und Predictive Maintenance kann das Getriebe mit einem smarten Cynapse Modul ausgestattet werden. Die neue Getriebebaureihe startet zunächst als Koaxial-Planetengetriebe in vier Baugröße, fünf verfügbaren Übersetzungen und drei Abtriebsformen. Weitere Varianten sind in Vorbereitung.
Planetengetriebe mit montiertem Ritzel für Zahnstangenantriebe
22.04.2020 | Neugart erweitert seine Planetengetriebe Baureihe speziell für Zahnstangenantriebe um eine zusätzliche Option mit montiertem Ritzel aus eigener Produktion. Konkret stehen für das Planetengetriebe zwei Ritzel zur Auswahl. Das PK1 Ritzel ist auf der verzahnten Abtriebs Welle des Getriebes montiert. Eine Innenverzahnung gemäß DIN 5480 sorgt für die notwendige Verbindungssicherheit.
Das PM1 Ritzel wurde für Getriebe mit Flansch-Abtriebswelle entwickelt. Es ist mit einer EN ISO 9409-1 mechanischen Schnittstelle ausgestattet. Beide Ritzel sind schrägverzahnt. Das PK1 gibt es zudem geradverzahnt. Vier unterschiedliche Module mit verschieden vielen Zähnen stehen zur Verfügung.
Die Option Ritzel ist mit acht Planetengetriebe Baureihen kombinierbar. Unter den langlebigen und leistungsstarken Standardgetrieben befinden sich ein Koaxial Planetengetriebe mit Abtriebswelle, Ausführung PLHE und mit eines mit Abtriebsflansch, Ausführung PFHE aus der Economy Line. Die Precision Line bietet die hohe Genauigkeit von Präzisionsgetrieben und enthält jeweils zwei Koaxialplanetengetriebe. Die Baureihen PSN und PLN haben eine Abtriebswelle, die Baureihen PSFN und PLFN haben einen Abtriebsflansch. Jeweils ein Winkelplanetengetriebe WPLN und WPSFN kommen noch hinzu.
Diese zahlreichen Kombinationsmöglichkeiten von Ritzel- und Planetengetriebe Typen ermöglichen in aller Regel mehrere Lösungen. So ist die Verdrehsteifigkeit bei den Flanschgetrieben höher als bei den Getrieben mit Abtriebswelle. Bei Fokus auf den Bauraum kann der Konstrukteur auf die kurz bauenden Getriebe mit Abtriebsflansch oder die Winkel-Präzisionsgetriebe zugreifen.
Kronenradgetriebe geometrisch und in der Festigkeit berechnen
Beim Schwerpunkt Präzision kommen die höhere Genauigkeit und Verdrehsteifigkeit der Präzisionsgetriebe ins Spiel. Für Standardanwendungen erweisen sich die Economy-Planetengetriebe als wirtschaftlich attraktiv.
Planetengetriebe zum Einsatz in fahrerslosen Transportsystemen
13.11.2019 | Mit dem neu entwickelten NGV stellt Neugart ein Planetengetriebe vor, das mit seinen Produktmerkmalen ganz gezielt auf den Einsatz in fahrerlosen Transportfahrzeugen (AGVs) zugeschnitten ist. Eine zentrale Rolle spielen dabei die Lager: Sie sind so ausgeführt und platziert, dass sie am Abtrieb hohe Radiallasten erlauben.
AGVs transportieren im 24/7-Dauerbetrieb hohe Lasten – und stellen damit ganz eigene, hohe Anforderungen an Konstruktion und Mechanik. Speziell für die eingesetzten Getriebe bedeutet das: Da bei AGVs das Getriebe in der Regel direkt im Rad sitzt, wirkt je nach Fahrwerksprinzip das gesamte Gewicht aus Fahrzeug und Zuladung direkt auf die Abtriebslager des Getriebes. Die Folge sind hohe Radiallasten. Darüber hinaus erfordern die naturgemäß engen Platzverhältnisse im Fahrzeug eine besonders kompakte, platzsparende Bauform des Getriebes.
Das NGV erfüllt diese besonderen Anforderungen durch vorgespannte Schrägrollenlager. Diese können aufgrund ihres Aufbaus hohe Kräfte aufnehmen. Das Rad muss damit nicht separat abgestützt werden, sondern die Lager am Abtrieb übernehmen die Lastaufnahme.
Getriebeberechnung für Zahnradgetriebe mit Hintergrund Grafik
Der Montageflansch des Getriebes ist so nah am Fahrgestell positioniert, dass es direkt dort montiert werden kann. Motor und Getriebe können als Einheit vormontiert und gemeinsam eingebaut werden. Durch die Verwendung unterschiedlichster Motoradapter kann nahezu jeder Antrieb angebaut werden. Das Rad selbst wird von außen direkt an die Flanschabtriebswelle montiert und kann somit bei Bedarf, z. B. im Wartungsfall, schnell und einfach getauscht werden.
Planetengetriebe mit Schrägrollenlager für hohe Radiallasten
21.10.2019 | Das neue Standardgetriebe PFHE der Economy Line von Neugart bietet eine preislich attraktive Alternative für High-Load-Applikationen, bei denen hohe Radiallasten auftreten, die Genauigkeit eines spielreduzierten Präzisionsgetriebes aber nicht zwingend erforderlich ist. Das Planetengetriebe verfügt über zwei spezielle, vorgespannte Schrägrollenlager, die trotz ihres kompakten Aufbaus hohe Kräfte aufnehmen können.
Dadurch toleriert die Neuentwicklung am Abtrieb Radialkräfte von bis zu 5100 N wie sie typischerweise bei Fahrantrieben oder bei Anwendungen mit Ritzel bzw. Riemenscheibe auftreten.
Die problemlose Verbindung mit dem Abtriebsflansch ermöglicht eine nach EN ISO 9409-1 genormte, mechanische Schnittstelle (ohne Passstiftbohrung), über die das Getriebe besonders leicht und schnell integriert werden kann. Der Antriebsflansch lässt sich individuell auf den jeweiligen Motor hin anpassen.
Ein Radialwellendichtring erfüllt abtriebsseitig die Anforderungen der Schutzklasse IP65. Staub oder Strahlwasser beeinträchtigen die Funktionsfähigkeit also nicht, sodass sich das Getriebe auch für den Einsatz in widrigen Umgebungsbedingungen eignet. Durch Lebensdauerschmierung arbeitet das PFHE wartungsfrei. Als geradeverzahntes Getriebe gewährleistet es eine hohe Leistungsdichte.
Verfügbar ist das PFHE in drei Baugrößen mit einem Zentrierbunddurchmesser am Abtriebsflansch von wahlweise 64, 90 oder 110 mm sowie für 1- oder 2-stufige Übersetzungen von i=3 bis i=100. Dabei verbindet es die sehr kompakte Bauweise des bestehenden PLFE-Getriebes mit einem verstärken Abtrieb. Das Planetengetriebe ist ab Losgröße 1 lieferbar.
Planetengetriebe mit hoher Lebensdauer und Verzahnungsqualität
10.10.2018 | Die neuen Planetengetriebe von Framo Morat bieten hohe Verzahnungsqualität, geringes Verdrehspiel und lange Lebensdauer. Die G-Serie umfasst die High-End Getriebe-Baureihen GSD (Flanschgetriebe), GSB (Inline) und GSBL (Winkelgetriebe) sowie die High-End Economy Baureihen GSN und GFE.
Planetengetriebe für Rollenpressen mit großem Drehmomentbereich
28.02.2018 | Flender erweitert sein Portfolio an applikationsspezifischen Getrieben und führt mit „Planurex 3 L“ für Rollenpressen Getriebe mit derzeit höchster verfügbarer Leistungsdichte am Markt ein. Die bestehende Produktreihe umfasste bereits zehn Baugrößen mit einem Drehmomentspektrum bis 5.450.000 Nm. Sieben neue Baugrößen decken nun künftig den Drehmomentbereich von 480.000 bis 1.465.000 Nm ab.
Bei der Neuentwicklung handelt es sich um ein Applikationsprodukt, das auf die speziellen Anforderungen von Rollenpressen ausgelegt ist, die überwiegend in Industriesektoren wie Rohstoffgewinnung, Bergbau und Zementherstellung zum Einsatz kommen.
Die hohe Leistungsdichte wird durch eine kompakte und effektive Bauweise erzielt. Rollenpressen stellen im rauen Dauerbetrieb hohe Anforderungen an die Antriebstechnik. Planurex 3 Getriebe sind speziell auf diese hohen Belastungen ausgelegt und berücksichtigen gleichzeitig die Bauformen der Anlagen, wo sie Bauraum sparen. Durch kleine Außendurchmesser bei hoher Leistung lassen sich zusätzlich minimale Walzenabstände für optimale Mahlergebnisse realisieren. Das geringe Gewicht erlaubt zudem eine leichte Handhabung.
Die Planurex 3 Reihe für Rollenpressenantriebe bietet eine harmonische Baugrößenstufung und verfügt über einen hohen Standardisierungsgrad. Dies hat beispielsweise kurze Lieferzeiten zur Folge. Es gibt die Getriebe mit den für Rollenpressen typischen Anbauteilen und Optionen, wie verstärkter Lagerung, Drehmomentstützen und Ölanlagen. Sie lassen sich zusätzlich mit Sensoren ausstatten, um während des Betriebs kontinuierlich den Zustand der Getriebe zu überwachen und vorausschauende Wartung betreiben zu können.
Häufig gestellte Fragen
Wie funktioniert das Planetengetriebe?
Das Planetengetriebe, auch Umlaufrädergetriebe genannt, ist ein hoch effizientes Getriebesystem, dessen Aufbau aus drei Hauptkomponenten besteht: Sonnenrad, Planetenräder und Hohlrad (Ringrad). Wird das Sonnenrad angetrieben wird, überträgt es seine Bewegung auf die Planetenräder. Diese rollen entlang des feststehenden Hohlrads ab und drehen sich um ihre Achsen. Durch diese Bewegung treiben die Planetenräder den Planetenträger an, der als Abtriebswelle dient. Wird der Planetenträger angetrieben und das Rad namens Sonne festgehalten, drehen sich die Planetenräder um das Sonnenrad und treiben das Hohlrad an.
Welche Vorteile hat ein Planetengetriebe?
Die Zahnrad-Anordnung ermöglicht eine kompakte Bauweise und bietet hohe Übersetzungsverhältnisse. Durch Variieren der feststehenden und angetriebenen Komponenten kann das Planetengetriebe verschiedene Übersetzungsverhältnisse realisieren, wodurch es sehr flexibel in seiner Anwendung ist.
Wie viele Gänge hat ein Planetengetriebe?
Die Anzahl der Gänge eines Planetengetriebes ist nicht festgelegt und hängt von seiner Konstruktion und Anwendung ab. In Automatikgetrieben, wo Planetengetriebe häufig verwendet werden, findet man üblicherweise z. B. zwischen vier und zehn Gängen.
Wo kommen Planetengetriebe zum Einsatz?
Die Effizienz und Kompaktheit von Planetengetrieben machen sie ideal für Anwendungen, bei denen hohe Übersetzungsverhältnisse in kleinem Raum benötigt werden, wie in Automatikgetrieben von Fahrzeugen, in der Robotik oder in der Luft- und Raumfahrttechnik.
Welche Arten von Planetengetrieben gibt es?
Es gibt mehrere Arten von Planetengetrieben, die sich in ihrer Konfiguration und Funktionsweise unterscheiden. Die Hauptarten sind:
- Einfaches Planetengetriebe: Besteht aus einem zentralen Sonnenrad, mehreren Planetenrädern, die sich um das Sonnenrad drehen und in einem Planetenträger gelagert sind, sowie einem Hohlrad, das die Planetenräder umschließt.
- Mehrfaches Planetengetriebe: Integriert mehrere Planetenradsätze in einer Sequenz oder verschachtelt sie ineinander, um eine breitere Palette von Übersetzungsverhältnissen oder eine kompaktere Bauweise zu ermöglichen.
- Differenzial-Planetengetriebe: Wird typischerweise in Fahrzeugdifferentialen eingesetzt, um die Drehzahlunterschiede zwischen den Rädern beim Kurvenfahren zu ermöglichen. Es erlaubt den Planetenrädern, sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu drehen, während es gleichzeitig Drehmoment überträgt.
- Wolfrom-Getriebe: Eine spezielle Form des Planetengetriebes, das für ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis in nur einer Getriebestufe sorgt. Ein großes Sonnenrad und mehrere Planetenräder greifen in ein relativ kleines Hohlrad.
Quellenangabe: Dieser Beitrag basiert auf Informationen folgender Unternehmen: Flender, Framo-Morat, Neugart, Schaeffler, Servotecnica, Wittenstein.
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Angela Struck ist Chefredakteurin des developmentscouts und freie Journalistin sowie Geschäftsführerin der Presse Service Büro GbR in Ried.