Patentinitiative
Bei reinen Elektrofahrzeugen und bei zahlreichen Hybrid- oder Plug-In-Hybridfahrzeugen kommen elektrische Antriebsachsen zum Einsatz, in allradgetrieben Anwendungen oft auch zwei. Die Hauptkomponenten einer solchen Antriebsachse sind Elektromaschine, Getriebe und Leistungselektronik. Die Getriebe haben dabei die Hauptfunktionen der Drehzahlanpassung und des Drehzahlausgleichs zwischen den beiden getrieben Rädern der Achse, wie auch bei konventionellen Antrieben.
Die Anforderungen geringer Kosten, leichter und kompakter Bauweise und geringen Gewichts führen zunehmend zu stark integrierten Lösungen. Bei der Architektur solcher Achsen werden entweder achsparallele oder konzentrische Anordnungen der beidseitigen Abtriebswellen bzw. Radantriebe verfolgt, jeweils mit Vor- und Nachteilen bzgl. Komplexität und Bauraumbedarf. Gleich ist bisher, dass zunächst die Übersetzungen ins Langsame und dann die Leistungsverzweigung auf die beiden Abtriebe erfolgt (Differentialfunktion).
Mit den Zielsetzungen
- keine Leistungsführung durch die Rotorwelle der Elektromaschine,
- konzentrische Anordnung von Rotor- und Abtriebswellen,
- Vermeidung bzw. Kompensation von Quer- und Längskräften und
- kompakte und leichte Bauweise
entstand eine neuartige Struktur einer elektrischen Antriebsachse bei der pi³ GmbH.
Zu Anfang des Jahres 2021 stellte die pi³ GmbH einen Förderantrag im Programm WIPANO, Förderschwerpunkt „Unternehmen – Patentierung“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Anfang Februar erging der Zuwendungsbescheid und der Startschuss für die Arbeitstakte ist in der zweiten Februarhälfte gefallen.
Inzwischen sind Neuheit und wirtschaftliche Verwertung durch Patentanwalt und externe Dienstleister positiv bewertet. Eine Beratung zur Auslandsanmeldung hat ebenso stattgefunden. Entsprechend wurde eine Schutzrechtsanmeldung vorbereitet und beim europäischen Patentamt eingereicht.
Eine Industrialisierung durch die pi³ GmbH ist jedoch nicht vorgesehen. Die Komponenten der neuen integrierten Antriebsachse sind aus konventionellen Antrieben bekannt und es gibt dafür ausreichende Fertigungskapazitäten, sei es bei etablierten Fahrzeugherstellern oder bei deren Zulieferern. Die pi³ GmbH wird Lizenzen an interessierte Hersteller vergeben und deren Projekte gerne unterstützen und begleiten.
Die Kompaktheit der neuen integrierten Antriebsachse resultiert aus sehr guten und gleichmäßigen Bauteilbelastungen, entsprechend sind auch Verbesserungen im Bereich der Akustik zu erwarten. Die konsequente Verwendung von Gleichteilen kompensiert die erhöhte Komplexität gegenüber bekannten Lösungen.
Besonders einfach lässt sich die Funktion einer Differentialsperre ergänzen. Auch eine Abtrennung der Elektromaschine von den Radantrieben kann auf elegante Weise realisiert werden.
Neugierig geworden? Die pi³ GmbH freut sich auf Anfragen und wird die neue integrierte Antriebsachse auf kommenden Konferenzen vorstellen.
Burkhard Pollak, März 2021
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