Planetengetriebe werden eingesetzt, um die Drehzahl eines Motors in die in einer Anwendung benötigte Drehzahl umzuwandeln und gleichzeitig das verfügbare Drehmoment zu erhöhen. Sie zeichnen sich durch hohe Drehmomente und eine präzise Kraftübertragung auf begrenztem Bauraum aus.
Dank ihrer kompakten Bauweise und der gleichmäßigen Übersetzungsverteilung eignen sich die Planetengetriebe von FAULHABER besonders für Motor-Getriebe-Kombinationen mit hohen Anforderungen an Dynamik, Effizienz und Lebensdauer. Sie sind für die Kombination mit DC-Motoren, bürstenlosen Motoren und weiteren Motoren aus dem FAULHABER-Portfolio ausgelegt und in verschiedenen Untersetzungsverhältnissen, Baugrößen und Ausführungen erhältlich – zur optimalen Übertragung der Motorkraft in Ihrer Anwendung.
Getriebe wandeln die Drehzahl eines Motors in die Drehzahl um, die in der Anwendung benötigt wird. Durch die sogenannte Untersetzung – also die Wandlung einer hohen Drehzahl in eine niedrigere – wird zugleich das Drehmoment gesteigert.
Der Begriff Planetengetriebe bezieht sich auf die besondere Bauform, mit der die Untersetzung erreicht wird. Mehrere Zahnräder sind dabei um ein zentrales Sonnenrad angeordnet, wodurch die Drehbewegung des Motors in einem kompakten mechanischen System übertragen und angepasst wird. Die spezifische Anordnung der Zahnräder bildet die Grundlage für die hohe Leistungsdichte von Planetengetrieben und ermöglicht ihre Integration selbst in platzkritische Antriebssysteme. Aufgrund der zentralen Rolle der Planetenräder wird diese Getriebeform auch als Planetenradgetriebe bezeichnet.
Die Anordnung der Zahnräder im Aufbau eines Planetengetriebes ähnelt einem Sonnensystem. Um das zentral gelagerte Sonnenrad drehen sich mehrere Planetenräder, die auf einem gemeinsamen Planetenträger gelagert sind und das Drehmoment gleichmäßig übertragen. Das Größenverhältnis der Zahnräder beziehungsweise die Anzahl ihrer Zähne bestimmt das Untersetzungsverhältnis. Ein innenverzahntes Gehäuse (Hohlrad) bildet die äußere Begrenzung der Planetenkonstellation.
Planetengetriebe sind häufig mehrstufig aufgebaut: Auf dem Planetenträger sitzt ein weiteres Sonnenrad, das weitere Planetenräder über das Hohlrad antreibt. Das Drehmoment wird dabei über mehrere hintereinandergeschaltete Getriebestufen übertragen. Wie viele weitere Stufen folgen, hängt vom gewünschten Untersetzungsverhältnis ab. Durch die mehrstufige Struktur ergibt sich ein äußerst effizienter und kompakter Aufbau, mit dem sich ein sehr breites Spektrum von Untersetzungsverhältnissen erzielen lässt.
Die Abtriebswelle des Motors ist an die erste Stufe des Planetengetriebes gekoppelt und versetzt das Sonnenrad in Rotation. Die Planetenräder haben immer zwei Kontaktpunkte, je einen zum Sonnenrad und zum Hohlrad. Sonnen- und Hohlrad weisen so viele Kontaktpunkte auf, wie die Anzahl an Planetenrädern.
Über zahlreiche Kontaktpunkte wird die Last gleichmäßig verteilt. Dadurch lassen sich bei kompakter Bauweise hohe Drehmomente übertragen. Die Verteilung der Last auf mehrere Kontaktpunkte sorgt auch dafür, dass Planetengetriebe besonders robust und langlebig sind. Im Unterschied zum Stirnradgetriebe erfolgt die Kraftübertragung beim Planetengetriebe koaxial zur Motorwelle.
Mithilfe der Untersetzung wandeln Getriebe die hohe Drehzahl eines Motors in eine niedrigere Drehzahl, die für die jeweilige Anwendung geeignet ist, um. Gleichzeitig steigt dabei das an der Abtriebswelle verfügbare Drehmoment. Dieser Zusammenhang bildet die Grundlage für den Einsatz von Planetengetrieben in vielen Antriebssystemen.
Planetengetriebe ermöglichen die Untersetzung durch ihre spezielle Zahnradanordnung. Abhängig von der gewählten Anzahl an Stufen lassen sich unterschiedliche Untersetzungsverhältnisse realisieren, wobei jede zusätzliche Stufe die Untersetzung erhöht. In diesem Zusammenhang wird das Planetengetriebe auch als Untersetzungsgetriebe bezeichnet.
Je nach Produktreihe sind die Zahnräder der Planetengetriebe von FAULHABER aus Metall oder Kunststoff gefertigt. Die Wahl des Materials beeinflusst unter anderem die übertragbaren Drehmomente, das Geräuschverhalten sowie die Lebensdauer des Getriebes und sollte daher stets im Zusammenhang mit der jeweiligen Anwendung betrachtet werden.
Metall-Planetengetriebe eignen sich insbesondere für Anwendungen mit hohen Drehmomentanforderungen, erhöhten mechanischen Belastungen oder für den Einsatz in anspruchsvollen Umgebungen wie hohe Temperaturen oder unter Vakuumbedingungen. Sie können größere Kräfte übertragen und zeichnen sich durch hohe Robustheit und eine lange Lebensdauer aus.
Planetengetriebe mit Kunststoff-Zahnrädern liefern Vorteile bei Anwendungen, die ein mittleres Drehmoment erfordern. Durch die Verwendung spezieller Hochleistungskunststoffe lassen sich mit ihnen geräuscharme und zugleich leichte Getriebelösungen realisieren, die ein gutes Verhältnis aus Leistung und Wirtschaftlichkeit bieten.
Je nach Anforderung können in einem FAULHABER Planetengetriebe auch beide Materialien kombiniert werden. In diesem Fall ist die motorseitige Eingangsstufe mit Zahnrädern aus Kunststoff ausgestattet, um den Geräuschpegel bei hoher Drehzahl zu reduzieren, während nachfolgende Stufen aus Metall für die Übertragung höherer Drehmomente ausgelegt sind.
Die Ausführung der Lagerung an der Abtriebswelle hat einen wesentlichen Einfluss auf die Belastbarkeit und Lebensdauer eines Planetengetriebes und solle auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung abgestimmt werden. Planetengetriebe von FAULHABER sind wahlweise mit Sinter-, Kugel- oder Keramiklager erhältlich.
Unabhängig von der gewählten Ausführung besitzen die Lager der FAULHABER Planetengetriebe eine Lebensdauerschmierung. Eine Nachschmierung ist somit nicht erforderlich und sollte vermieden werden, da sie die Funktion und Lebensdauer des Getriebes beeinträchtigen kann. Die Standardschmierung der Untersetzungsgetriebe gewährleistet eine optimale Lebensdauer bei minimaler Stromaufnahme im Leerlauf. Für den Betrieb im erweiterten Temperaturbereich oder im Vakuum stehen Planetengetriebe mit Spezialfettung zur Verfügung.
Planetengetriebe können je nach Anwendung sowohl im Dauerbetrieb als auch im intermittierenden Betrieb eingesetzt werden. Im Dauerbetrieb wirkt über einen längeren Zeitraum eine gleichmäßige Belastung auf das Getriebe, während im intermittierenden Betrieb zeitlich begrenzte Lastspitzen oder häufige Lastwechsel auftreten können.
Je nach Betriebsart gelten für ein Planetengetriebe von FAULHABER unterschiedliche Grenzwerte für Drehzahl, Drehmoment und Leistung, die im jeweiligen Datenblatt definiert und grafisch veranschaulicht sind. Eine Überschreitung dieser Werte kann die Lebensdauer des Getriebes deutlich reduzieren. Für einen zuverlässigen Betrieb des Antriebssystems ist es daher entscheidend, den vorgesehenen Arbeitspunkt innerhalb der empfohlenen Bereiche für Dauer- bzw. intermittierenden Betrieb zu wählen.
Im Video erläutert unser Experte Schritt für Schritt die in unseren Datenblättern zur Verfügung gestellten Informationen und inwiefern sie sich auf den Betrieb des Antriebssystems auswirken.
Unser Getriebe-Experte erklärt im Video, wie Sie die im Datenblatt per Diagramm veranschaulichten Werte für Dauerbetrieb und intermittierenden Betrieb lesen und für die Auswahl des passenden Getriebes nutzen können.
Finden Sie Ihre perfekte Antriebslösung.
Füllen Sie einfach das Formular aus und klicken Sie auf "Start Drive Calculator".
Der Wirkungsgrad eines Planetengetriebes wird von mehreren Faktoren bestimmt. Maßgeblich ist insbesondere das übertragene Drehmoment: Ein günstiger Wirkungsgrad wird typischerweise erreicht, wenn das Drehmoment mehr als 30 % des Nenndrehmoments beträgt. Die Drehzahl beeinflusst den Wirkungsgrad dagegen nur in geringem Ausmaß. Auch die Betriebstemperatur sowie die Anzahl der Getriebestufen wirken sich auf den Wirkungsgrad und damit auf die Effizienz eines Planetengetriebes aus. Jede zusätzliche Stufe führt zu zusätzlichen Reibungsverlusten, wodurch sich der Gesamtwirkungsgrad verringern kann. Das folgende Diagramm zeigt exemplarisch den Zusammenhang zwischen Getriebestufen, Drehmoment und Wirkungsgrad.
Die Lebensdauer eines Planetengetriebes hängt maßgeblich von den Betriebsbedingungen und der Auslegung ab. Da in jeder Anwendung zahlreiche Parameter wie Drehmoment, Drehzahl und Last zu berücksichtigen sind, ist es kaum möglich, pauschale Aussagen über die tatsächlich zu erwartende Lebensdauer eines bestimmten Planetengetriebes bzw. einer Motor-Getriebe-Kombination zu treffen. Ein Betrieb innerhalb der im Datenblatt angegebenen Grenzwerte und die Vermeidung wiederholter Lastspitzen unterstützen die zuverlässige Funktion des Planetengetriebes über die vorgesehene Lebensdauer.
Auch die Auswahl geeigneter Lager- und Schmierkonzepte trägt dazu bei, Verschleiß zu minimieren und die mechanische Stabilität langfristig zu erhalten. Planetengetriebe von FAULHABER sind für ihre Lebensdauer geschmiert.
Planetengetriebe sind konstruktionsbedingt nicht vollständig spielfrei. Ein geringes Getriebespiel ist notwendig, um Platz für die Schmierung zu schaffen und um Ausdehnungen zwischen den Getriebekomponenten zu ermöglichen.
Unter Getriebespiel versteht man den Betrag, um den der Zahnradzwischenraum größer ist als der im Eingriff befindliche Getriebezahn. Es dient grundsätzlich dazu, ein Verklemmen der Komponenten zu vermeiden, kann aber insbesondere Anwendungen mit hohen Anforderungen an Positioniergenauigkeit negativ beeinflussen. Für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an Präzision bietet FAULHABER speziell ausgelegte Planetengetriebe an: Die GPT-Familie eignet sich aufgrund ihres minimalen Getriebespiels besonders für dynamische Positionieraufgaben.
Für Anwendungen, bei denen ein vollständig spielfreies Getriebe erforderlich ist, können alternative Getriebekonzepte wie die spielfreien Stirnradgetriebe von FAULHABER in Betracht gezogen werden.
Ja, Planetengetriebe können für den intermittierenden Betrieb ausgelegt werden. Beim intermittierenden Betrieb treten zeitlich begrenzte Lastspitzen oder Lastveränderungen auf, beispielsweise durch häufige Start-Stopp-Zyklen oder Richtungswechsel. Entscheidend ist hierbei, dass der vorgesehene Arbeitspunkt innerhalb der im Datenblatt definierten Grenzwerte für den intermittierenden Betrieb liegt, um eine zuverlässige Funktion und die vorgesehene Lebensdauer sicherzustellen. Die angegebenen Werte für Drehmoment und Drehzahl im intermittierenden Betrieb sollten nur über kurze Intervalle hinweg genutzt werden und 20% der kontinuierlichen Einschaltdauer nicht überschreiten.
Die Planetengetriebe der Produktfamilie FAULHABER GPT sind so ausgelegt, dass sie hohe Drehmomente und wiederholte Lastspitzen zuverlässig aufnehmen können und eignen sich deshalb speziell für Anwendungen mit dynamischen Lastwechseln.
Ja, Planetengetriebe können unter Vakuumbedingungen eingesetzt werden, sofern sie entsprechend konfiguriert sind. Entscheidend ist dabei insbesondere die Auswahl geeigneter Schmierstoffe. Für den Betrieb im Vakuum bietet FAULHABER Spezialfettungen an, die auf reduzierte Ausgasung und stabile tribologische Eigenschaften ausgelegt sind. Zudem sind Planetengetriebe mit Eingangsstufe aus Stahl erhältlich, die eine robuste Lösung für Vakuumanwendungen bieten.
Die konkrete Eignung von Planetengetrieben im Vakuum hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab und sollte im Rahmen Antriebsauswahl geprüft werden.
Das Geräuschverhalten eines Planetengetriebes hängt von mehreren Faktoren ab, insbesondere von Drehzahl, Lastzustand, Ausführung der Zahnräder sowie der Anzahl an Getriebestufen. Höhere Drehzahlen können zu einem erhöhten Laufgeräusch führen.
Zur Reduzierung des Geräuschpegels in einem Planetengetriebe können beispielsweise Zahnräder der Eingangsstufe aus Kunststoff eingesetzt werden. Diese wirken schwingungsdämpfend und tragen insbesondere bei hohen Drehzahlen zu einem leiseren Lauf bei. Gleichzeitig ermöglichen nachfolgende Metallstufen die Übertragung höherer Drehmomente. Die Planetengetriebe der Produktfamilie FAULHABER GPT LN (22GPT LN und 32GPT LN) zeichnen sich durch diese Bauweise aus und können so den Geräuschpegel um bis zu 10 dB reduzieren.
Die konkrete Geräuschentwicklung ist stets abhängig von der jeweiligen Anwendung und der Integration in das Gesamtsystem.
Die Auswahl eines geeigneten Planetengetriebes erfolgt immer im Zusammenspiel mehrerer technischer Kriterien. Ein zentrales Auswahlkriterium ist das erforderliche Drehmoment in Verbindung mit der gewünschten Untersetzung. Beide Größen bestimmen maßgeblich die Belastung des Getriebes und beeinflussen die Anzahl der benötigten Getriebestufen. Gleichzeitig spielt der verfügbare Bauraum eine entscheidende Rolle, da Planetengetriebe häufig in kompakte Antriebssysteme integriert werden.
Darüber hinaus sind in der Regel zahlreiche weitere Kriterien zu berücksichtigen, wie Gewicht, Geräuschentwicklung, gewünschte Lebensdauer, Betriebsart (intermittierend oder Dauerbetrieb) und Betriebstemperatur. Auch die Einsatzbedingungen spielen eine wichtige Rolle: Feuchtigkeit, Staub, Unterdruck oder extreme Temperaturen können eine bestimmte Schutzart, Vakuumtauglichkeit oder einen besonders großen Temperaturbereich erfordern.
Da die Kriterien in engem Zusammenhang stehen, sollte die Auswahl eines Planetengetriebes stets im Kontext des gesamten Antriebssystems erfolgen. Eine frühzeitige Berücksichtigung der genannten Aspekte unterstützt eine zuverlässige Auslegung und trägt dazu bei, die Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Antriebs zu optimieren.
In unserem Drive Calculator können Sie alle wichtigen Anforderungsparameter eingeben. Schon nach wenigen Klicks werden die Getriebe angezeigt, die am besten zu Ihrer Anwendung passen. Zudem bieten wir unseren Kunden auch Produktmodifikationen sowie die individuelle Anfertigung von anwendungsspezifisch konfigurierten Antrieben an.
Weitere Information über die Funktionsweise von FAULHABER-Getrieben, die Berechnung von Untersetzungsverhältnissen und die Auswahl des passenden Getriebes erhalten Sie in unserem Webinar „Best Practice Präzisionsgetriebe“.
Die FAULHABER-Experten unterstützen Sie gerne dabei, eine Lösung zu finden, die exakt auf Ihre Anforderungen abgestimmt ist. Nehmen Sie Kontakt mit uns auf und lassen Sie sich individuell zu Planetengetrieben und passenden Antriebslösungen beraten.
![[Translate to German:]](/fileadmin/_processed_/a/6/csm_dc-motor-laboratory-equipment-automation-in-vitro-veritas-header_55c2a848a8.jpg "In-Vitro Veritas. Hochgeschwindigkeitsdiagnostik, automatisch fehlerfrei")
![[Translate to German:]](/fileadmin/_processed_/0/b/csm_motion-control-nanomeasurement-header_7ddb81f6ac.jpg "Motion Controller in Nanomessung, header")
