Maschinenelemente/Getriebe und Zahnräder Erfinderfamilie meldet Patent für Supergetriebe an - KEM

Maschinenelemente/Getriebe und Zahnräder

Erfinderfamilie meldet Patent für Supergetriebe an

Bild: Faller
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Revolution in der Antriebstechnik? Mit einem neuen „Exponentialgetriebe“ soll es nun möglich sein, mit 15 Zahnrädern 81 Gänge auf engem Raum unterzubringen und so rund 20 bis 25 % Treibstoff einzusparen. „Wir haben ein Schaltgetriebe geschaffen, das der Logik des Zahlensystems entspricht und bei geringem mechanischen Aufwand eine hohe Zahl an Gängen ermöglicht“, sagt Alexander Faller sen. (63), Sprecher der dreiköpfigen Erfindergruppe aus dem niederbayerischen Pfarrkirchen. Jetzt suchen die Erfinder für das Supergetriebe, das weltweit als Patent angemeldet ist, in der Autoindustrie nach Lizenznehmern.

Den Spritverbrauch und die Emission des Motors zu senken, war laut Faller der Ausgangspunkt: „Die gewünschte Leistung des Fahrzeugs wird über die Drehzahl und damit über die Schaltung in den richtigen Gang abgerufen. Hohe Drehzahl bedeutet dabei hoher Verbrauch.“ Das Getriebe sollte also immer in den (drehzahl-) optimalen Gang schalten. Der Clou der Erfindung liege in der intelligenten Kopplung der Zahnradebenen. Die Anzahl der zur Verfügung stehenden Gänge wächst mit dem Hinzufügen weiterer Zahnradebenen exponentiell. Deshalb wird das Getriebe in der Patentanmeldung auch als „Exponentialgetriebe“ bezeichnet. Mit drei Getriebewellen und jeweils fünf Zahnrädern lassen sich 81 Gänge darstellen. Mit drei Getriebewellen und jeweils zehn Zahnrädern lässt sich ein Getriebe mit 19 683 Gängen erzeugen.
Die sehr hohe mögliche Anzahl an Gängen erlaubt laut Faller theoretisch Spreizungen bis 1:50 und höher. Gleichzeitig ermögliche das Super-Getriebe aber auch eine sehr feine Abstufung. Dies erhöhe die Flexibilität des Getriebes, auch bei gleichen Wellenabständen unterschiedliche Zahnradbestückungen zu wählen. Die Spreizung eines Getriebes gibt das Verhältnis zwischen größter und kleinster Übersetzung an.
„Alle Motoren brauchen ein Getriebe, um die Leistung in Vortrieb zu verwandeln“, erläutert Alexander Faller. Für den normalen Fahrbetrieb in einem Auto hält er ein Getriebe mit 81 Gängen (drei Getriebewellen mit jeweils fünf Zahnrädern) für ausreichend, um über die optimale Drehzahl etwa 20 bis 25 % Kraftstoff einzusparen. Dabei müssten nicht alle Gänge ausgefahren werden: „Da jedes der Zahnräder über seine eigene Kupplung verfügt, die elektronisch den Gangwechsel vollzieht, können Gänge beliebig übersprungen werden.“ Auch eine Synchronisation entfalle, da sich alle Zahnräder ständig im Eingriff befinden.
 Je nach Fahrsituation oder Fahrweise könnten unterschiedliche Fahrprogramme eingestellt werden, schlägt Faller vor, um das Fahrzeug mal langsam oder mal schneller zu beschleunigen. „Damit der Motor möglichst in jedem Gang das beste Drehmoment/Leistungsverhältnis erzeugt, muss er in seinem optimalen Drehzahlbereich betrieben werden.“ Damit erreiche er auch den optimalen Spritverbrauch. Heutige Benzinmotoren arbeiten mit etwa 1250 min-1 am sparsamsten, Dieselmotoren bei etwa 1150 min-1.
Diese niedertourige Fahrweise des Motors bedeutet, ab einer Drehzahl von 2000 bis 2500 min-1 in den nächsthöheren Gang zu schalten. Es klingt paradox: „Bei gleicher Geschwindigkeit“, erklärt der Erfinder, „ist mehr Gas im hohen Gang effizienter als das Fahren mit weniger Gas im kleineren Gang.“ Niedrigere Drehzahlen würden zudem den Motor schneller auf die notwendige Betriebstemperatur bringen und somit seine Lebensdauer verlängern.
Die Erfindergruppe ist zuversichtlich, einen Lizenznehmer für das Supergetriebe zu finden. Erste Gespräche werden laut Faller bereits geführt. Die konkrete Umsetzung in der Praxis liege in der Hand des Lizenznehmers. Das Exponentialgetriebe sei aber nicht nur für Autos, sondern auch für Maschinen aller Art interessant, die mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden müssen. In einer einfachen Bauart mit nur 27 oder 32 Gängen sei es beispielsweise auch für Fahrräder interessant. jpk
Alexander Faller, Pfarrkirchen, Tel.: 08561 9887188
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