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  Getriebe - Planeten 1



Ja, Planeten gibt es auch im Kfz-Bereich, wenn auch wie oben im Bild auf Wellen drehend angeordnet. Allerdings können sich auch diese Wellen im Raum drehen, wenn auch nur wieder an die Rotation gebunden. Diese Art der formschlüssigen Verbindungen mag zu der Assoziation mit dem Weltall angeregt haben.


Zum leichteren Verständnis ist hier nur ein einziges Planetenrad übrig geblieben. Funktionieren würde es zwar, weil alle Planetenräder im Prinzip das Gleiche tun, aber in der Praxis gibt es deren drei bis sechs, immer unter dem Aspekt der Übertragung von viel Drehmoment. Es ist wohl immer noch zulässig, zu sagen, dass jedes nach klassischer Bauart konstruierte Automatikgetriebe Planeten oder besser Sätze von Planeten enthält.


Hier sind sie deutlich zu erkennen, vier Planetensätze, schräg verzahnt, mal zu dritt ganz links und zu viert rechts. Das hängt wohl hauptsächlich vom zu übertragenden Drehmoment ab, wie viele Planeten bei der Konstruktion vorgesehen werden. Links ist das Eingangsdrehmoment kleiner, rechts das Ausgangsdrehmoment größer. Man nimmt so wenig wie nötig, um natürlich Wirkungsgrad zu sparen. Weiterhin sehen Sie noch in diesem Fall aufgeschnittene Lamellenkupplungen.


Wenn man den Wandler oder ihn eventuell ersetzende Kupplung am Eingang oben links weglässt, dann besteht eine solche Automatik im Prinzip nur aus Planetensätzen und Kupplungen. Natürlich dürfen wir die heute teils hydraulische und teils elektronische Steuerung nicht vergessen, hier in einem Achtganggetriebe unter der Achse mit den Planetensätzen und Kupplungen untergebracht.


An diesem etwas älteren Automatikgetriebe für einen Stadtbus lässt sich die Zweiteilung und damit die grundsätzliche Form eines Automatikgetriebes besser erkennen. Während bei einem Standard- Handschaltgetriebe meist mindestens zwei Wellen neben- oder übereinander liegen und sich damit eine '8' ergibt, bleibt bei der Automatik alles um eine Welle gruppiert, so dass sich eine Kreisform ergäbe, würde die nicht durch den Kasten mit der Steuerung ergänzt.


Hier ist noch ein Öl-Kühlmittel-Wärmetauscher hinzugekommen, was einerseits die leichte Erkennung von Automatikgetrieben wieder etwas erschwert, aber uns andererseits schon einmal vorsorglich daran erinnert, dass in einem Automatikgetriebe viel mehr Wärme als in einem Handschaltgetriebe entstehen kann. Doch dazu mehr, wenn das Thema 'Drehmomentwandler' heißt.


Wir kehren zurück zu unserem eigentlichen Thema mit einem richtig tollen Gegensatz zum Bild eingangs dieses Kapitels. Hier ist der Raum richtig gut genutzt, was uns auch die enorme Kompaktheit von Planetensätzen vor Augen führt. Da fehlt jetzt nur noch das sogenannte Hohlrad mit der Innenverzahnung. Wir werden zeigen, dass man damit schon ein Zweiganggetriebe mit Rückwärtsgang realisieren kann, allerdings mit Übersetzungen, die nicht ganz unabhängig voneinander sind.

Wenn wir die Panetenräder durch einen sogenannten 'Planetenradträger' miteinander verbinden, haben wir es mit drei Teilen zu tun, dem Sonnenrad in der Mitte, dem Planetenradträger und dem Hohlrad außen. Im Unterschied zu einem gewöhnlichen Zahnradtrieb können wir also nicht nur ein Teil mit dem Antrieb und das andere mit dem Abtrieb verbinden, sondern müssen, um Drehmoment übertragen zu können, das verbleibende Teil festhalten.


Nein, hier ist nicht etwa ein zweites Planetenrad hinzugekommen, sondern es soll bei festgehaltenem Hohlrad eine volle Linksdrehung des Planetenrades simuliert werden. Da es 21 Zähne hat, legt es exakt ein Drittel einer Umdrehung auf den 63 Zähnen des Hohlrades zurück. Das würde für einen mit der Abtriebswelle verbundenen Planetenradträger ebenfalls eine Drittel Umdrehung bedeuten. Die spannende Frage: Was ist mit dem Sonnenrad?

Dieses ist natürlich mit dem Motor bzw. der Kurbelwelle verbunden. Es hat in unserem Beispiel die gleiche Zähnezahl wie das Planetenrad. Das lässt sich leichter rechnen. Das funktioniert auch in der Praxis, aber man hat die Übersetzung von 1 : 1 dort nicht so gern, weil immer der gleiche Zahn auf die selbe Zahnlücke trifft. Ein Ausgleich von auch leichtem Verschleiß findet demnach nicht statt.

Egal, wir wollen ja das Prinzip verstehen. Wenn Sie sich das Bild noch einmal anschauen, können Sie zwei Antriebe für das Sonnenrad feststellen. Es muss gleichzeitig eine volle Umdrehung vollführen, weil es mit dem Planetenrad kämmt und zusätzlich noch eine Drittel, weil sich dessen Position verändert hat. Macht zusammen 1 1/3 Umdrehungen. Da passt die Drittel Umdrehung des Planetenträgers vier Mal rein: Übersetzung 4 : 1, nicht schlecht für einen ersten Gang.

In einer kurzen Verschnaufpause halten wir den Planetenradträger fest und setzen den Abtrieb um auf das Hohlrad. Sie ahnen schon, das wird der Rückwärtsgang. Dabei fungieren Planeten nur als Zwischenräder und zählen bei der Übersetzung nicht mit. Ergebnis: Bei drei Mal so vielen Zähnen des Hohlrades erhalten wir jetzt eine Übersetzung von 3 : 1, nicht ideal, aber gerade noch erträglich für einen Rückwärtsgang.

Einen Gang gibt es immer bei einem Automatikgetriebe, den direkten. Dazu bleibt die Verbindung des Sonnenrades zum Motor. Zusätzlich werden Planetenradträger und Hohlrad aneinader gekoppelt, egal wer von beiden mit dem Abtrieb verbunden ist. Das wäre bei 1 : 1 dann der größte Gang. Theoretisch könnte man noch das Sonnenrad festbremsen und den Planetenradträger mit dem Antrieb und das Hohlrad mit dem Abtrieb verbinden, was dann insgesamt ein Dreiganggetriebe mit Rückwärtsgang ergäbe.


Wird nicht gemacht, weil zu viele Kupplungen nötig wären und die ganze Sache komplizieren würden. Oben sehen Sie eins der ersten Automatikgetriebe überhaupt, genannt 'Power-Flite' von der Fa. Chrysler aus dem Jahr 1953. Die hat zumindest zwei Planetensätze, was als Mindestausstattung für Fahrzeug-Automatiken gelten kann. Hier ist der Aufwand zwischen dem Bedarf an Kupplungen und dem an Zahnrädern am ausgewogendsten.


Planetengetriebe kommen auch ohne Kupplungen z.B. beim Anlasser vor.







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