Leicht, leichter, Kunststoffzahnrad: Alles über den Einsatz von Hochleistungskunststoffen im Antriebsstrang von urbanen Elektrokleinstfahrzeugen

verfasst von Veronika Hölscher

Was? Wie? Wo? Alles auf Anfang …

Im Rahmen eines Forschungsprojekts (gefördert durch „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz, Förderkennzeichen: ZF4810901LL9) wurde am Lehrstuhl für Maschinenelemente (FZG) der TU München in Zusammenarbeit mit der Firma Werner Bauser GmbH ein Getriebe für den Einsatz in einem kleinen Elektrofahrzeug der Leistungsklasse 7Le unter Berücksichtigung von Hochleistungskunststoffen entwickelt. Als Demonstratorfahrzeug wurde ein Elektrokleinstfahrzeug vergleichbar dem Renault Twizy verwendet:

Technische Daten auf einen Blick:

  • Vergleichbar mit Renault Twizy
  • Leistung: 8 kW (Dauerleistung); 15 kW Spitzenleistung
  • Leergewicht: ca. 450 kg
  • Max. Gewicht: ca. 590 kg
  • Max. Geschwindigkeit: ca. 80 km/h
  • Elektrische Reichweite: 50-80 km
  • Seriengetriebe: nicht-schaltbares 2-stufiges Stirnradgetriebe aus Stahl

Um eine ausreichende Tragfähigkeit der Kunststoffverzahnungen zu erreichen, wurden Modifikationen am Seriengetriebe vorgenommen. Im Vergleich zum Seriengetriebe mit beiden Zahnradstufen aus Stahl wurde eine Stufe vollständig durch Kunststoffzahnräder (Hochleistungskunststoff VESTAKEEP® 5000 G der Firma EVONIK) ersetzt. Unter der Annahme üblicher Betriebsbedingungen ist die rechnerische Tragfähigkeit des hybriden Kunststoff-Stahl-Getriebes für den angestrebten Einsatz geeignet. Aktuell befindet sich das hybride Kunststoff-Stahl-Getriebe in der Erprobungsphase und zeigt eine gute Performance. Außerdem sind weitere Versuche zur Tragfähigkeit, Wirkungsgrad, und Geräuschverhalten geplant.

Hintergrund: Der Einsatz von Zahnrädern aus Hochleistungskunststoffen in Anwendungen mit höherer Leistungsübertragung rückt zunehmend in den Fokus der aktuellen Forschung und industriellen Praxis. Den bekannten Vorteilen thermoplastischer Kunststoffe wie kostengünstiger Herstellung und niedriger Dichte stehen niedrige Festigkeiten und begrenzte Betriebstemperaturen gegenüber. Die Eigenschaften thermoplastischer Kunststoffe können jedoch genutzt werden, um die Herausforderungen effizienterer Antriebsstränge mit höherer Leistungsdichte, geringerem Kraftstoffverbrauch und reduzierten Herstellungskosten zu begegnen.

Alle weiteren Informationen finden Sie hier:

https://link.springer.com/article/10.1007/s10010-022-00592-0

Nehmen Sie gerne mit der Werner Bauser GmbH direkt Kontakt auf:

Thomas Simon (Assistent der Geschäftsleitung/Leiter Marketing & Vertrieb): thomas.simon@bauser.de

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