Die Umlaufgetriebe

Die ältesten Hinweise auf ein Planetengetriebe, mit dem ein „Südzeigerwagen“ ausgestattet gewesen sein könnte, gehen zurück auf die Regierungszeit des chi-nesischen Kaisers Huang-ti um 2600 v. Chr. und auf die Chou Dynastie, 1122 bis 255 v. Chr. Auf dem zweirädrigen, von Pferden gezogenen Wagen stand eine Holzfigur, deren ausgestreckter Arm stets nach Süden zeigte, welche Richtung der Wagen auch nahm [0.1] und soll so die Orientierung in der weglosen Wüste ermöglicht haben. Der zugehörige Mechanismus soll 8 „Zahnräder“ aufgewiesen haben und muß wohl, um die beschriebene Eigenschaft zu gewährleisten, ein Planetengetriebe enthalten haben. Bild 0.1 zeigt eine Rekonstruktion von George Lanchester [0.2], s. auch Kap. 3.3.3.3.

Die Umlaufgetriebe stammen von den einfachen Übersetzungsgetrieben ab. Daher werden zunächst deren notwendige Grundlagen dargestellt.

Das scheinbar unübersichtliche Drehzahlverhalten eines Dreiwellengetriebes hat schon Willis [0.4] um 1841 dadurch leicht verständlich gemacht, daß er den komplizierten allgemeinen Bewegungszustand eines solchen Getriebes z.B. nach Bild 1.18 a als Überlagerung von zwei sehr einfachen Teilbewegungen beschrieb.

Die Standübersetzungen der Planetengetriebe-Bauarten nach den Bildern 1.18 und 1.19 werden durch folgende Gesichtspunkte begrenzt:

Umlaufgetriebe können mit weiteren Umlaufgetrieben oder mit einfachen Übersetzungsgetrieben mit festen Achsen zu größeren Getriebeeinheiten zusammengesetzt werden, um ihren Anwendungsbereich zu erweitern. Dadurch entsteht eine reiche Auswahl an zusammengesetzten Getrieben, deren Betriebsverhalten auf den ersten Blick recht undurchsichtig und deren Analyse oder Synthese oft recht kompliziert erscheinen. Im Grunde trifft das aber nicht zu, weil die Eigenschaften solcher zusammengesetzter Getriebe den Eigenschaften der einfachen Planetengetriebe völlig gleich sind und mit denselben Formeln nach den Arbeitsblättern 1 bis 3 berechnet werden können. Auch mit der verwirrenden Vielfalt von Kombinationsmöglichkeiten wird man fertig, wenn man Kombinationen mit gleichen kinematischen Eigenschaften, die man nach einem einheitlichen Schema behandeln kann, zusammenfaßt. Im folgenden wird eine solche Gruppierung nach Bauarten vorgenommen und die jeweils kennzeichnenden Merkmale werden beschrieben.

In der Regel wird für ein zu konstruierendes Planetengetriebe zuerst dessen Standübersetzung i₁₂ und die Bauart festgelegt. Die Berechnung der Verzahnungsdaten kann nun nach den für Standgetriebe bekannten Verfahren [5.1] und Normen erfolgen, wobei jedoch Einschränkungen infolge der Umlaufbewegungen bestehen.

Die mit * gekennzeichneten Merkregeln gelten nur bedingt bei selbsthemmungsfahigen Umlaufgetrieben, s. 2.4.4 . Die Ziffem in Klammem bezeichnen den zugehörigen Abschnitt im Text.