Koaxialgetriebe – was ist das?

Die meisten Koaxialgetriebe sind Planetengetriebe

Das weitest verbreitete Koaxialgetriebe ist das Planetengetriebe. Es kann als einstufiges Getriebe oder auch als mehrstufiges Planetengetriebe realisiert werden. Das Arbeitsprinzip so eines Koaxialgetriebes ist schnell erklärt:

• Bei einem koaxialen Planetengetriebe laufen mehrere Stirnräder (die Planetenräder) in einem innenverzahnten Hohlrad.
• Dabei beschreiben Sie eine konzentrische Kreisbahn.
• Der sogenannte Planetenträger sorgt dafür, dass die Stirnräder auf Ihrer Bahn gehalten werden.
• Angetrieben werden die Planetenräder von einem mittig sitzenden und außenverzahnten Stirnrad, dem sogenannten Sonnenrad.
• Dieses Prinzip ähnelt also einem Sonnensystem – daher auch die Namen Sonnenrad, Planetenrad und Planetengetriebe.

Wie übersetzt ein Koaxialgetriebe das Drehmoment?

Alle Koaxialgetriebe wandeln Drehzahl und Drehmoment mit ihrer Übersetzung um. Nehmen wir zum Beispiel eine Übersetzung i=10:1. In diesem Fall wird die Drehzahl im Getriebe um den Faktor 10 reduziert. Das Drehmoment wird um den gleichen Faktor 10 gesteigert.

Interessant ist hier, dass sowohl einstufige Getriebe als auch mehrstufige möglich sind. Sogar in einem Gehäuse. Um das zu erreichen, koppelt man mehrere Planetenstufen hintereinander. Der Abtrieb der ersten Stufe wird dabei zum Antrieb der nächsten Stufe. So sind bei koaxialen Planetengetrieben große Übersetzungen realisierbar (bis zu i > 500). Dieser Aufbau ist eine echte Stärke der Planetengetriebe und er ist nur in ihrer koaxialen Bauweise möglich.

Wo wird das Hohlrad im Planetengetriebe fixiert?

In den meisten Fällen wirkt die Kraft beim Abtrieb direkt über den sich drehenden Planetenträger, der in die Abtriebswelle integriert ist. Das Hohlrad wird in der Regel fixiert und dreht sich nicht.
Es gibt aber auch Lösungen, bei denen nicht das Hohlrad fixiert wird, sondern der Planetenträger. Eine dieser Lösungen kennen wir alle: die Nabenschaltung beim Fahrrad. Auch sie ist nichts anders als ein Koaxialgetriebe, bei dem das Drehmoment nicht über den Planetenträger, sondern über das Hohlrad abgegriffen wird.
 

Die Drehrichtung von Koaxialgetrieben

Ob ein Koaxialgetriebe gleichsinnig oder gegensinnig dreht, ist im Prinzip ganz einfach eine Frage der Konstruktion. Denn mit dem richtigen Aufbau kann man das individuell steuern je nachdem, welche Anforderungen die Maschinenkonstruktion und der Einsatzzweck stellen. In den meisten Fällen drehen Koaxialgetriebe allerdings gleichsinnig.

Wo kommen koaxiale Getriebe zum Einsatz?

Koaxiale Planetengetriebe findet man überall im Maschinenbau, wo Antriebstechnik und Getriebe zusammenwirken. Koaxiale Well- oder Exzentergetriebe gibt es meist in der Robotik. Denn dort sind hohe Übersetzungen auf kleinem Raum gefragt. Ebenso setzen die Konstrukteure in der Robotik auf die extrem hohe Steifigkeit solcher Koaxialgetriebe.

Was sind die wichtigsten Vorteile eines Koaxialgetriebes?

• Sie verfügen über einen sehr guten Wirkungsgrad.
• Sie punkten mit einer sehr hohen Leistungsdichte.
• Man kann sie sehr kompakt bauen.
• Sie sind für sehr viele Anwendungen geschaffen.
• Man kann auch mehrstufige Koaxialgetriebe einfach realisieren und so hohe Übersetzungsverhältnisse nutzen.
• Koaxialgetriebe sind auch im Hygienic Design realisierbar.