Planetengetriebe: Leistungsfluss verstehen

Question

Aufgabe:

Gegeben sei folgendes Schema eines Planetenradgetriebes:

Problem/Ansatz:

Es werden 3 Betriebszustände betrachtet:

Betriebszustand 1: EM1 ist im Eingriff, EM2 und VM sind ausgekuppelt. (Das ist der Betriebszustand, wo sich die Stegwelle nicht dreht, da nach der Standübersetzung gefragt ist).

Betriebszustand 2: EM2 ist im Eingriff, EM1 und VM sind ausgekuppelt.

Betriebszustand 3: VM ist nun im Eingriff, EM2 und EM1 sind ausgekuppelt.

Es geht mir nur darum die 3 Betriebszustände zu verstehen, weil ich die Begrifflichkeiten glaube ich nicht richtig verstehe.

Die Aussage "EM1 ist im Eingriff" im Betriebszustand 1 bedeutet meines Wissens nach, dass die Zahnräder von Sonnenrad und den Planetenrädern im Eingriff sind. In diesem Betriebszustand ist jedoch EM2 und VM ausgekuppelt, die Planetenräder greifen also nicht in die Innenverzahnung des Hohlrades. Das ist zumindest mein Verständnis von den Begriffen "ist im Eingriff" und "ausgekuppelt".

Diese Konstellation wäre ja dann eine normale Stirnradpaarung, die Stegwelle würde also nicht rotieren. Aber macht das Sinn bzw. habe ich das richtig verstanden?

Und aus der Zeichnung schließe ich noch, dass das Hohlrad drehfest mit der Motorwelle verbunden ist. Aber dann wären an der Welle ja der EM1 und VM angeschlossen. Das kann nicht sein, oder?

Vielleicht kann mir jemand an einem Betriebszustand mal aufzeigen wie der Leistungsfluss (gerne am Beispiel des Betriebszustands 3) in dem Getriebe aussieht und welche Zahnräder im Eingriff sind.

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt

Verständnis von Planetengetrieben und Betriebszuständen

Ein Planetengetriebe besteht typischerweise aus einem Sonnenrad, mehreren Planetenrädern, die um das Sonnenrad herum angeordnet sind und sich auf einem gemeinsamen Planetenträger (oder Steg) befinden, und einem Hohlrad (auch Ringrad genannt), das die Planetenräder umschließt. Diese Konfiguration ermöglicht verschiedene Übersetzungsverhältnisse, je nachdem, welches Element angetrieben wird, welches festgehalten wird, und welches als Abtrieb dient.

Betriebszustand 1: EM1 ist im Eingriff, EM2 und VM sind ausgekuppelt.

Wenn EM1 im Eingriff ist, bedeutet dies, dass das Sonnenrad angetrieben wird. EM2 und VM sind ausgekuppelt, was bedeutet, dass das Hohlrad und der Steg nicht aktiv in die Bewegung eingreifen. In einem typischen Planetengetriebe würde dies zu einer Drehung der Planetenräder um ihre eigene Achse führen, während sie um das Sonnenrad herumlaufen. Wenn die Stegwelle jedoch nicht rotiert, deutet das darauf hin, dass entweder das System so ausgelegt ist, dass nur die Planetenräder um ihre eigene Achse drehen, oder dass eine externe Kraft den Steg in Position hält.

Betriebszustand 2: EM2 ist im Eingriff, EM1 und VM sind ausgekuppelt.

In diesem Fall ist das Hohlrad (EM2) angetrieben, während das Sonnenrad (EM1) und der Steg (VM) ausgekuppelt sind. Dieser Zustand führt typischerweise dazu, dass die Planetenräder sich um ihre eigene Achse drehen und gleichzeitig um das Sonnenrad herumlaufen, wodurch der Steg angetrieben wird. Dies kann zu einer anderen Übersetzung führen, abhängig von den Größenverhältnissen der beteiligten Zahnräder.

Betriebszustand 3: VM ist im Eingriff, EM2 und EM1 sind ausgekuppelt.

Wenn der VM, der Steg, im Eingriff ist, impliziert dies, dass die Planetenräder als Verbindungsstücke zwischen dem angetriebenen Steg und den ausgekuppelten Elementen (EM1 und EM2) fungieren. Die Spezifität dieses Zustands hängt stark von der konkreten Auslegung des Getriebes ab.

Leistungsfluss im Betriebszustand 3

Im Betriebszustand 3, mit dem VM im Eingriff und sowohl EM1 (Sonnenrad) als auch EM2 (Hohlrad) ausgekuppelt, würde normalerweise der Steg (VM) das Antriebselement sein. Das bedeutet, der Steg würde sich drehen und diese Drehbewegung über die Planetenräder auf das Sonnenrad und/oder Hohlrad übertragen, je nachdem welches Teil gelagert ist oder einen Widerstand bietet. Ohne weitere spezifische Informationen über die Fixierung oder das Übersetzungsverhältnis in diesem Zustand unterliegt das genaue Verhalten den spezifischen Designentscheidungen des Getriebesystems.

Zusammenfassung

Die Interpretation solcher Zustände hängt stark von der genauen Konstruktion und den Betriebsparametern des Planetengetriebes ab. Das grundlegende Prinzip, nach dem diese Getriebe funktionieren, basiert auf der Differenzialbewegung zwischen den einzelnen Komponenten, die vielfältige Übersetzungsverhältnisse ermöglicht. Ihre Frage nach der drehfesten Verbindung des Hohlrades mit der Motorwelle in einem Zustand legt nahe, dass vielleicht ein Missverständnis vorliegt, da typischerweise jede der Komponenten (Sonnenrad, Planetenräder/Steg, Hohlrad) unabhängig voneinander angetrieben, festgehalten oder als Ausgang verwendet werden kann, abhängig vom gewünschten Betriebszustand.