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  Getriebe - Planeten 2



Die Kfz-Technik ist anscheinend nie zufrieden, bevor nicht ein Bauteil einen zufriedenstellenden Betrag an Komplexität erreicht hat. Das macht es für Lernende in diesem Fach nicht gerade einfach. Hier im Bild soll dieses Ineinandergreifen auch einmal räumlich dargestellt werden.

Am einfachsten ist es rechts. Dort greift die Abtriebswelle auf das allen gemeinsame Hohlrad. Unterhalb von diesem sind zwei Planetensätze nebeneinander angeordnet. Zusätzlich gibt es noch zwei Sonnenräder. Von den Wellenstümpfen links greifen der größte auf das linke und der mittlere auf das rechte Sonnenrad zu. Der kleinste Wellenstumpf ist mit dem die beiden Lagen verbindenden Planetensatz verbunden. Nur der linke greift in das Hohlrad.


So, jetzt haben Sie das Schlimmste schon fast überstanden, nämlich die räumliche Vorstellung, wie so ein doppelter Planentensatz - komplett doppelt ist er eigentlich nie - aussehen könnte. Hier oben noch einmal eine etwas leichtere Übung. Hier ist die Abtriebswelle (2) mit dem rechten und die innere linke (1) mit dem linken Sonnenrad verbunden. 1 kämmt mit 5 und 5 mit 6. Über 4 ist dann 5 auch noch an 2 gekoppelt.

Je nach Anordnung bzw. Unvollständigkeit unterscheidet man Ravigneaux-, Simpson- und Wilsonsätze, aber das tun wir hier nicht. Auch die Bezeichnung ganzer Getriebesätze z.B. mit dem Namen 'Lepelletier' verfolgen wir hier nicht weiter. Zum Verständnis einer Automatik sind sie eigentlich nicht nötig und vermutlich auch leicht im Internet recherchierbar. Wir nehmen uns auch kein acht- oder zehngängiges Getriebe vor, sondern zum einfacheren Verständnis eins mit fünf Gängen.


Hier haben wir so einen Prachtkerl. Er enthält mit je einem zusammengesetzten und einem einfachen Planetensatz gerade genug Komplexität, um auch Getriebe mit noch mehr Stufen verstehen zu können, ist aber unter diesem Gesichtspunkt an Einfachheit kaum zu überbieten. Fangen wir direkt an.


Links die Eingangswelle ist über eine geschlossene Kupplung mit der mittleren Welle und dadurch mit dem rechten Sonnenrad im kombinierten Planetensatz verbunden. Dieses treibt die Planetenräder an, zunächst betrachtet die über beide Ebenen greifenden und dann über die linken das Hohlrad nach rechts. Wichtig ist hierbei, dass sich keiner der beiden Planetenradträger bewegen kann.

Das kommt durch die sogenannte Freilaufsperre. Denn normalerweise würden sich beide Planetenradträger von links aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn drehen wollen, weil das einfacher ist, als das Drehmoment auf das Hohlrad zu übertragen. Schließlich hängt der ganze Vortrieb des Fahrzeugs daran. Der Freilauf erlaubt aber nur eine Drehung im Uhrzeigersinn.


Achten Sie bitte durch Vergleich mit dem vorigen Bild auf die Kupplung, die jetzt hinzugekommen ist. Eigentlich ist das gar keine Kupplung, denn wir werden sie hier von einer Bremse unterscheiden. Eine Kupplung soll nach der Unterscheidung ein drehendes Teil mit einem anderen drehenden verbinden können, eine Bremse ein drehendes Teil mit dem Gehäuse. Genau das geschieht hier.


Das linke Sonnenrad wird also zusätzlich festgebremst. Dadurch müssen die linken Planetenräder auf ihm abrollen, werden also verschnellert, was den zweiten Gang ergibt. Und damit Sie den Bezug zur räumlichen Darstellung nicht verlieren, ist es oben noch einmal in dieser Form dargestellt. Es entspricht exakt dem Aufbau des bisher besprochenen Automatikgetriebes.


Diese Konstruktion hat den Charme, dass es schon ab dem dritten Gang unheimlich einfach zu verstehen ist. Gegenüber dem zweiten ändert sich nämlich nur rechts zur Abtriebswelle hin etwas. Statt der auch hier zu findenden Lamellenbremse ist jetzt die Kupplung aktiviert, die den Planetensatz als kompletten Block umlaufen lässt. Da der vorher leicht untersetzt war, wird jetzt eine etwas größere Geschwindigkeit erreicht.


So einen nachgeschalteten Planetensatz gab es früher auch schon an Handschaltgetrieben, z.B. an englischen Sportwagen. Dort war wegen der höheren Besteuerung der Bohrung der Hub von Verbrennungsmotoren besonders groß, was ihre zulässige Höchstdrehzahl beschränkte. Also mehr aus Gründen der Dauerhaltbarkeit als des größeren Wirkungsgrades gab es diese Konstruktion, allerdings mit Klauenkupplung handgeschaltet.


Das war ja fast schon zu erwarten. Jetzt läuft durch eine zusätzliche Kupplung links der linke Planetensatz ebenfalls als Block um. Das wäre dann der schon erwähnte direkte Gang, den jedes Planetengetriebe dieser grundsätzlichen Bauart sozusagen gratis liefert. Die eigentliche Anpassung der Motor- an die Antriebsachsendrehzahl leistet dann der Achsantrieb.


Man darf vermuten, dass dieses Getriebe ursprünglich für nur vier Gänge ausgelegt war und man irgendwann auf besonders einfache Weise eine Art zusätzlichen Schongang realisieren wollte, um den Spritkonsum auf der Autobahn ein wenig zu dämpfen. Ist bei einer Automatik ja besonders ratsam, weil diese Schaltstufe quasi von selbst eingelegt wird, also nicht 'vergessen' werden kann. Übrigens gab es das als angehängter fünfter Gang beim Handschaltgetriebe auch, wie das Bild oben zeigt.


Eine Kupplung blieb bisher noch ungenutzt, das ist die kleine ganz links. Sie verbindet die Antriebswelle mit dem Planetenradträger rechts im kombinierten Planetensatz. Der bewegt den anderen Planetenradträger, dessen Planeten zusätzlich auf dem festgebremsten linken Sonnenrad abrollen und damit das Hohlrad zusätzlich verschnellern. Das Ergebnis ist ein Übersetzungsverhältnis unter 1.


Beim Vergleich des Rückwärtsgangs mit dem ersten wird deutlich, dass wieder nur eine Kupplung umgesetzt wurde. Die gesamte Konstruktion ist also auf eine möglichst einfache Steuerung ausgelegt. Bei keinem Gangwechsel werden z.B. zwei Kupplungen gleichzeitig aktiviert, was u.a. die Vermeidung von Schaltrucken erleichtert.

Rückwärtsgänge werden, wie schon im vorigen Kapitel erläutert, dadurch realisiert, dass man die Antriebswelle mit dem Sonnenrad und die Abtriebswelle mit dem Hohlrad verbindet. Gleichzeitig muss man den Planetenradträger festbremsen, was in diesem Fall durch die Freilaufsperre geschieht. Der rechte Teil des kombinierten Planetensatzes ist nicht betroffen.







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