Was ist ein epizyklisches Zahnrad?

Ein Umlaufgetriebe, auch Planetengetriebe genannt, ist ein Getriebe, bei dem sich als Planetengetriebe bekannte Zahnräder um ein zentrales Zahnrad, das Sonnenrad, drehen. Dieses System erinnert an die Umlaufbahnen der Planeten um die Sonne und gibt dem Getriebe seinen Namen. Die meisten Menschen begegnen beim Autofahren täglich einem Umlaufgetriebe. Das System wird von Fahrzeugen mit Automatikgetriebe verwendet, um automatisch zwischen den Gängen zu wechseln.

Drei Hauptkomponenten bilden ein epizyklisches Getriebe. Das erste ist das Mittelrad, das als Sonnenrad bekannt ist. Dieses Zahnrad dreht alle Zahnräder um sich herum und steht im Mittelpunkt des gesamten Getriebesystems. Als nächstes sind die Planetenräder dran. Jedes ist so positioniert, dass das Sonnenrad eingreift und alle Planetenräder gleichzeitig dreht. Schließlich enthält das Außen- oder Hohlrad sowohl Planeten- als auch Sonnenräder, und die Planetenräder drehen das Hohlrad im Takt mit dem rotierenden Sonnenrad.

Beim Hohlrad befinden sich die Nuten oder Zähne auf der Innenseite statt auf der Außenseite. Dadurch können die sich drehenden Planetenräder von innen in das Hohlrad eingreifen und es drehen, sodass sich alles gleichzeitig dreht, und dennoch können das Mittelrad und das Hohlrad immer noch durch eine einzige Achse durch die Mitte von beiden verbunden werden.

Übersetzungen spielen die Hauptrolle bei der Funktion eines Planetengetriebes. Bei einem System wie diesem mit unterschiedlich großen Zahnrädern bestimmt das Verhältnis zwischen ihnen die Geschwindigkeit und Leistung des Getriebes. Wie viel Leistung das Auto bekommt, hängt von der Eingangsübersetzung, der ankommenden Leistung und der Ausgangsübersetzung ab, wie viel Leistung abgegeben wird. Dies wiederum hängt von der Auslegung des Umlaufgetriebes ab und kann bis zu einem gewissen Grad manipuliert werden, um unterschiedliche Ergebnisse zu erzielen.

Einfach ausgedrückt ist eine Übersetzung ein Ausdruck des kleineren Sonnenrades im Vergleich zum größeren Hohlrad. Die Planetenräder dienen lediglich der Verbindung der kleineren und größeren Zahnräder und spielen bei der Berechnung der Grundübersetzung keine direkte Rolle. Wenn beispielsweise eine Maschine eine Übersetzung von 6 zu 1 für zwei um dieselbe Achse drehende Zahnräder benötigt, könnte der Ingenieur ein Sonnenrad, das 1/6 der Größe des Hohlrads hat, in dieses Hohlrad und damit die Übersetzung für dieses Getriebe wird 6:1.