Planetengetriebe mit Hydraulikmotor: Kompakte Antriebslösungen für extreme Anforderungen

Viele Baumaschinen, Landtechnik und Offshore-Anlagen brauchen vor allem eins: maximales Drehmoment bei minimalem Bauraum. Genau diesen Anspruch erfüllt die Kombination aus Planetengetrieben und Hydraulikmotor.

Als inhabergeführtes Familienunternehmen entwickelt und fertigt die KA Antriebstechnik GmbH diese Antriebslösungen seit Jahrzehnten. Hohe Fertigungstiefe und Qualität sind dabei der Standard.

Der Hydraulikmotor, je nach Anforderung als Axialkolben-, Radialkolben- oder Orbitalmotor ausgeführt, wandelt hydraulischen Druck in Rotation um und treibt das zentrale Sonnenrad des Planetengetriebes an. Die umlaufenden Planetenräder wälzen sich gleichzeitig am Sonnenrad und am feststehenden Hohlrad ab. Da dabei immer mehrere Zahneingriffe gleichzeitig stattfinden, wird das Drehmoment gleichmäßig verteilt. Das Ergebnis: außergewöhnlich hohe Leistung auf kleinstem Raum.

Der Hydraulikmotor liefert die primäre Rotationsenergie. Besonders beim Einsatz schnelllaufender Axialkolbenmotoren übersetzt das nachgeschaltete Planetengetriebe diese hohe Drehzahl ins Langsame und vervielfacht das Drehmoment. Bei langsamlaufenden Radialkolbenmotoren potenziert die Getriebestufe das ohnehin hohe Ausgangsmoment in den Schwerlastbereich.

Durch mehrstufige Auslegung lassen sich die Übersetzungen individuell anpassen. Die KA Antriebstechnik GmbH fertigt Planetengetriebe mit Abtriebsmomenten von bis zu 220.000 Nm – für Anwendungen, bei denen Serienprodukte schlicht nicht ausreichen.

Zusätzlich können Federdruck-Lamellenbremsen direkt zwischen Hydraulikmotor und Getriebe integriert werden, unverzichtbar überall dort, wo statische Lasten sicher gehalten werden müssen: Winden, Kräne, Hebebühnen.

Bei Anwendungen, die ein hohes Drehmoment bei begrenztem Bauraum erfordern, zeigen sich die Grenzen alternativer Antriebslösungen schnell: Vergleichbare Drehmomentwerte gehen dort häufig mit größerem Platzbedarf und höherem Gewicht einher. Die Kombination aus Hydraulikmotor und Planetengetriebe ermöglicht es, die jeweiligen Stärken beider Technologien gezielt zu nutzen.

Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich aus der flexiblen Systemintegration. Der Hydraulikmotor kann über Schlauchleitungen räumlich getrennt von der eigentlichen Arbeitsmaschine angeordnet werden, während das Planetengetriebe direkt am Abtriebspunkt installiert ist – beispielsweise in der Radnabe, an der Windenachse oder am Bohrkopf. Diese Trennung von Antriebsquelle und Abtrieb ist insbesondere bei mobilen Anwendungen und in Offshore-Umgebungen konstruktiv vorteilhaft.

Darüber hinaus spielt die koaxiale Bauweise eine wichtige Rolle. Bei Planetengetrieben sind An- und Abtriebswelle fluchtend ausgeführt, was die Integration in bestehende Antriebsstränge vereinfacht. Im Vergleich zu Winkelgetrieben kann dadurch Bauraum eingespart werden, sofern die jeweilige Anwendung dies zulässt.

Anwendungen wie Schredderanlagen, Straßenfräsen, Müllverdichter und Bagger stellen hohe Anforderungen an die eingesetzten Antriebssysteme. Neben kontinuierlicher Belastung wirken insbesondere starke Radialkräfte und wiederkehrende Stoßbelastungen auf die Komponenten ein. Entsprechend werden Planetengetriebe mit geeigneten Werkstoffen und angepassten Lagerkonzepten ausgelegt, um diese Lastspitzen sicher aufnehmen zu können. Die kompakte Bauweise erleichtert zudem die Integration in beengte Einbauräume.

Gerade in Schredder- und Brecheranwendungen ist nicht allein das Nenndrehmoment entscheidend, sondern auch die Fähigkeit, kurzzeitige Überlasten ohne Schäden zu verkraften. Die Auslegung der Getriebe berücksichtigt diese Lastprofile, um eine stabile Funktion im Betrieb zu gewährleisten und ungeplante Stillstände zu vermeiden.

Landwirtschaftliche Anwendungen sind durch wechselnde Einsatzbedingungen und hohe mechanische Belastungen geprägt. Eingesetzt werden unter anderem Radantriebe und Achsverlagerungsgetriebe für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge sowie Planetengetriebe für Güllerührwerke mit Propellerdurchmessern von über 900 mm. In der Praxis zeigt sich, dass durch den Einsatz von Planetengetrieben anstelle konventioneller Motorsammelgetriebe Bauraum reduziert werden kann. Durch die hohe Drehmomentkapazität eines zentralen Planetengetriebes lassen sich in bestimmten Antriebssträngen mechanische Leistungsverzweigungen realisieren. So kann auf dezentrale Einzel-Hydraulikmotoren und deren aufwendige Verschlauchung verzichtet werden.

Typisch für Landmaschinen ist ein Betriebsprofil mit häufigen Lastwechseln: Phasen hoher Auslastung wechseln sich mit Stillstandzeiten ab, gefolgt von erneutem Anlauf unter Last. Planetengetriebe sind für solche Anforderungen ausgelegt und können sowohl im Dauer-, Wechsel- als auch im Aussetzbetrieb eingesetzt werden. Auch der Betrieb in beiden Drehrichtungen ist möglich, was sie für unterschiedliche Anwendungen geeignet macht.

Auch maritime und Offshore-Anwendungen stellen besondere Anforderungen an Antriebssysteme. Salzhaltige Luft, Spritzwasser und wechselnde Umgebungsbedingungen wirken sich dauerhaft auf Materialien und Dichtsysteme aus. Entsprechend werden Planetengetriebe mit korrosionsbeständigen Oberflächen und geeigneten Dichtungskonzepten ausgeführt. Einsatzbereiche sind unter anderem Baggerschiffe, Seilwinden und spezialisierte Windenantriebe. Darüber hinaus kommen Radantriebe für Rangierlokomotiven zum Einsatz, sowohl in hydraulischer als auch in elektrischer Ausführung, jeweils mit integrierter Bremse und pneumatischer Freischaltung.

Im Offshore-Bereich spielt neben der Leistungsfähigkeit insbesondere die Wartungsfreundlichkeit eine zentrale Rolle. Getriebe werden daher so konstruiert, dass sie im Rahmen von Austauschkonzepten schnell demontiert und wieder installiert werden können, ohne auf spezielles Werkzeug angewiesen zu sein. Für Anwendungen mit erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen werden zudem Austauschgetriebe vorgehalten, um Stillstandszeiten im Fehlerfall zu begrenzen.

Ein Großteil der Komponenten – darunter Zahnräder, Gehäuse und Wellen – wird am Standort Markt Rettenbach gefertigt. Konstruktion und Fertigung sind eng miteinander abgestimmt, wodurch Abstimmungsprozesse direkt erfolgen können. Das reduziert Schnittstellenverluste und erleichtert die Umsetzung technischer Anpassungen.

Die Fertigung konzentriert sich auf Stückzahlen im Bereich von 1 bis 100. In diesem Bereich stehen häufig individuelle Anforderungen im Vordergrund, für die standardisierte Serienlösungen nicht ausreichend geeignet sind.

Die Instandsetzung erfolgt herstellerunabhängig für eine Vielzahl von Industriegetrieben. Sind Originalersatzteile nicht mehr verfügbar, werden benötigte Komponenten nachgefertigt. Dadurch kann der Weiterbetrieb bestehender Anlagen sichergestellt und der Aufwand für eine Neuanschaffung reduziert werden.

Seit 2004 werden auch Anlagen der ehemaligen Hersfelder Getriebebau GmbH betreut. Ein Teil dieser Systeme ist weiterhin im Einsatz, wodurch Wartung und Ersatzteilversorgung langfristig gewährleistet werden müssen.

Nicht jede Anfrage betrifft eine Neuentwicklung. In vielen Fällen geht es um ausgefallene Getriebe – unabhängig davon, ob es sich um Eigen- oder Fremdfabrikate handelt – die kurzfristig wieder instand gesetzt werden müssen.

Die Instandsetzung umfasst den gesamten Prozess: von der Demontage über die technische Befundung mit Schadensanalyse bis hin zur Fertigung fehlender Ersatzteile im eigenen Haus und dem anschließenden Wiederaufbau. Besonders bei hydraulisch angetriebenen Planetengetrieben, für die vom Originalhersteller kein Service mehr angeboten wird, stellt die Reparatur häufig eine wirtschaftlich sinnvolle Alternative zum Komplettaustausch dar.

Bei akuten Maschinenstillständen werden Reparaturen entsprechend priorisiert. Liegen vorab Informationen zum Schadensbild vor, kann die Fertigung benötigter Ersatzteile bereits parallel zur Demontage erfolgen.

Planetengetriebe in Kombination mit Hydraulikmotoren kommen insbesondere dort zum Einsatz, wo hohe Drehmomente, begrenzter Bauraum und anspruchsvolle Betriebsbedingungen zusammentreffen.

Im Unterschied zu standardisierten Serienlösungen erfolgt die Auslegung dieser Antriebssysteme auf Basis konkreter Anforderungen. Konstruktion, Berechnung und Fertigung sind eng miteinander verzahnt und werden im eigenen Haus umgesetzt. Dies gilt sowohl für Neuentwicklungen als auch für die Instandsetzung bestehender oder fremder Getriebe, bei denen keine standardisierten Ersatzteile verfügbar sind.

Die Kombination aus langjähriger Erfahrung, hoher Fertigungstiefe und kurzen Abstimmungswegen zwischen Konstruktion und Produktion ermöglicht eine bedarfsgerechte Umsetzung auch bei komplexen Anforderungen.

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