Technik: Schaefflers e-Clutch- Konzept.

Das Ringen um mehr Effizienz bei der Fortbewegung ist sicher die größte Aufgabe der Automobilindustrie – Design, Connectivity und Image spielen aus Kundensicht natürlich eine mindestens ebenso große Rolle, doch gerade der politische Druck, aber auch der öffentliche Ruf nach Veränderungen, stellt die Branche vor ein nicht leicht zu lösendes Problem.

Denn die Möglichkeiten sind vielfältig, allerdings auch das Risiko groß: neue Entwicklungen sind teuer und mitunter Irrläufer, die sich im Nachhinein als nicht unbedingt zielführend herausstellen. An dieser Stelle schlägt die Stunde der Zulieferer. Als kleinere und damit agilere Unternehmen, spezialisieren gerade sie sich auf intelligente Lösungen, die altbekannten Baugruppen zu beachtlichen Effizienzsprüngen verhelfen können. Das ist vor allem mittelfristig eine große Chance, solange Elektrotraktion, Brennstoffzelle und andere Zukunftstechnologien noch mit technischen, vor allem aber Infrastruktur- wie Akzeptanzproblemen zu kämpfen haben.

Eine dieser Entwicklungen konnten wir nun erfahren: Schaefflers e-Clutch-Konzept.

Die Entwickler aus Herzogenaurach sehen vor allem in der Automatisierung der Kupplung bei herkömmlichen Handschaltgetrieben großes Kraftstoffeinsparpotenzial. Gerade mit Hinblick darauf, dass heute noch gut 50% aller jährlich produzierten Kraftfahrzeuge mit manuellen Getrieben ausgeliefert werden – das sind immerhin 40 Millionen PKW – ist dieser Ansatz interessant. Denn bisher lassen sich bei Schaltgetrieben kraftstoffsparende Funktionen wie etwa das Segeln, oder auch eine Hybridisierung mit einer intelligenten Kraftflussverteilung zwischen Elektromaschine, Getriebe und Verbrennungsmotor nur unzureichend bis gar nicht integrieren.

Besonders die Segelfunktion schätzt man bei Schaeffler als sehr wichtig ein, kurzfristig kann sie im neuen WLTP-Fahrzyklus drei Prozent Kraftstoff sparen, im innerstädtischen Stop-and-Go rechnen die Entwickler sogar mit einer realistischen Ersparnis von über acht Prozent. Möglich ist die Segelfunktion bereits in der kleinsten Ausbaustufe, der drei angebotenen e-Clutch-Varianten. Sie nennen es MT plus und dahinter verbirgt sich ein relativ einfacher Mechanismus: zum bekannten Geberzylinder, der den vom Kupplungspedal aufgebauten Hydraulikdruck an den Nehmerzylinder an der Kupplung weitergibt, verbaut Schaeffler einen zweiten, parallelen Geberzylinder, der von einem Elektromotor mit Druck versorgt werden kann.

0009427A

Dieses System ermöglicht es, dass das Fahrzeug selbsttätig auskuppeln kann. Der Fahrer braucht weder das Pedal zu treten, noch den Gang herauszunehmen. Es reicht den Fuß vom Gaspedal zu nehmen und schon kuppelt das MT plus-System aus und der Motor dreht entweder im Leerlauf weiter, oder wird ganz abgestellt. Beim Wiedergasgeben schaltet der Motor sofort wieder zu und die Kupplung wird wieder kraftschlüssig eingekuppelt.

Die zweite, etwas komplexere Variante, verzichtet völlig auf eine Hydraulikverbindung von Pedal zu Kupplung: clutch-by-wire. Am Kupplungspedal sitzt ein sogenannter Kraftaktuator, der im ersten Schritt nur misst, wie stark der Fahrer das Pedal tritt und gibt diese Information an ein Steuergerät weiter. Dieses speist dann wieder einen Elektromotor in einem in Nähe der Kupplung montierten Geberzylinder, der den für das kuppeln nötigen Hydraulikdruck aufbaut. Hauptvorteil für den gesteigerten Bauteilaufwand ist die höhere Dynamik des Systems. Anders als beim MT plus, bei dem das automatische Auskuppeln nur beim Segeln erfolgt, kuppelt das clutch-by-wire-System in jeder Situation ohne direkte Verbindung zum Fahrer. Folglich sind die Bauteile deutlich größer und stärker dimensioniert, was sie dazu befähigt auch bei schlagartigen Bremsungen und schnellem Beschleunigen zügiger zu agieren, als es der Fahrer bei einem herkömmlichen Kupplungssystem schaffen würde. Außerdem ermöglicht der Kraftaktuator am Kupplungspedal eine Variation der Pedalgegenkraft. So kann diese etwa im Stau deutlich reduziert werden, oder aber in einem Sport-Modus künstlich überhöht werden.

0009426F

Bei beiden Systemen hat allerdings der Fahrerwunsch Vorrang: wann immer er den Fuß auf das Kupplungspedal stellt, wird der Mechanismus aktiv. Erst in der letzten und technisch aufwändigsten Variante entfällt diese Möglichkeit, denn das EKM genannten System verzichtet komplett auf das drittel Pedal. Das Getriebe ist weiterhin ein herkömmliches Handschaltgetriebe, allerdings kommen die Informationen zum Gangwechsel alleine vom Schalthebel. Sobald der Fahrer den Hebel betätigt wird ausgekuppelt und beim vollständigen Einlegen eines anderen Ganges wird wieder eingekuppelt.

Hier sind nun viele weitere Spielarten, als bloßes Segeln und schnellere Kupplungsbetätigung vorstellbar. Etwa eine Hybridisierung durch die Integration von einem oder mehreren Elektromotoren. Da der Fahrer keinen direkten Einfluss mehr auf den Kraftschluss hat, können die Steuergeräte das Zusammenspiel von Elektro- und Verbrennungsmotor optimal steuern. Auch eine Überhitzung der Kupplung durch zu langes Schleifenlassen wird mit dem EKM-System unterbunden.

Dass diese Techniken allesamt nicht neu sind zeigt vor allem, dass sogar Ferraro 1989 im Mondial T gegen Aufpreis ein dem EKM entsprechendes System mit elektromechanischer Kupplungsbetätigung in Abhängigkeit des Schalthebels verbaute. Heute sind die Vorzeichen allerdings andere: es geht weniger um Fahrspaß, als um Einsparung. Sowohl was Kraftstoff, als auch Gesamtkosten angeht. Denn nicht jeder Kunde ist bereit den hohen Aufpreis für Hybrid-Modelle zu zahlen. Wenn nun durch geschickte Kupplungssteuerungen eine Integration von Elektro- und Verbrennungsmotor mit einem herkömmlichen – und damit günstigen – Handschaltgetriebe ermöglicht wird, dürfte das der Verbreitung von Hybriden auch in die kleinen Fahrzeugklassen hinein sehr dienlich sein.

Da nicht nur Schaeffler an solchen Lösungen forscht, sondern mit Bosch, Valeo und Co auch die anderen Großen der Branche, dürften wir uns bald auf mehr Komfort beim Schalten freuen, ohne darauf komplett auf die Handarbeit verzichten zu müssen.

Hybrid-Studie von Continental, Schaeffler und Ford – Bis zu 25 Prozent weniger Verbrauch möglich

Hybridantriebe sind sparsam, aber immer noch relativ teuer. Dass es effizientes Fahren aus zum kleinen Preis gibt, haben Schaeffler, Continental und Ford vor zwei Jahren mit der Mildhybrid-Studie „Gasoline Technology Car“ (GTC) gezeigt. Nun gibt es eine Weiterentwicklung des Sparmobil-Prototyps.

Der GTC II auf Basis des Ford Focus nutzt wie sein Vorgänger einen 48-Volt-Hybridantrieb, verbessert ihn aber im Detail. Unter anderem dank eines neuen Aufbaus des Antriebsstrangs und einer elektrifizierten Kupplung soll die neue Version noch einmal 13 Prozent sparsamer sein. Gegenüber dem Serienfahrzeug mit reinem Benzinmotor sorgt das Technik-Paket laut den Entwicklern für einen Minderverbrauch von 25 Prozent.

Hauptgrund für den Effizienzgewinn bleibt das Mild-Hybridsystem, das mit einer Spannung von 48 Volt arbeitet – deutlich weniger als die ansonsten üblichen 400 Volt. Der E-Motor unterstützt vor allem beim Beschleunigen und Anfahren, kann dank der neuen elektrischen Segelfunktion aber bei niedriger Last und geringen Geschwindigkeiten auch kurzzeitig den alleinigen Antrieb übernehmen.

Zusätzlich kann der Elektromotor als Generator arbeiten und die üblichen Verbraucher des Bordnetzes mit Strom versorgen. Kombiniert ist der milde Hybridantrieb mit weiteren Techniken, etwa dem sogenannten Coasting. Dabei wird der Motor zum Beispiel beim Ausrollen vor der Ampel vom Antriebsstrang abgekoppelt, um Reibungsverluste zu minimieren und stattdessen einen höheren Wirkungsgrad bei der Bremsenergierückgewinnung zu erzielen. Die so gegenüber normalen Rekuperationssystemen zusätzlich gewonnene Energie kann etwa zum Beheizen des Katalysators genutzt werden, der so schneller seine Arbeitstemperatur erreicht. Nicht zuletzt dadurch erreicht die Studie bereits die erst 2017 wirksame Abgasnorm Euro 6c.

Die 48-Volt-Hybridsysteme könnten noch im laufenden Jahrzehnt in Serie gehen. Neben den Kostenvorteilen bei Herstellung und Betrieb könnten sie auch das Kapazitätsproblem des bestehenden 12-Volt-Bordnetzes lösen, das immer mehr elektrische Verbraucher im Auto versorgen muss und so langsam an seine Grenzen stößt. Was die Technik reizvoll macht, sind auch die geringen Kosten im Vergleich mit einem konventionellen Hybridantrieb. Die Fahrzeugstudie arbeitet mit einer Spannung von 48 Volt – deutlich weniger als die ansonsten üblichen 400 Volt. Die Absenkung macht unter anderem Maßnahmen für den Berührungsschutz unnötig, zudem benötigen Mechaniker zur Wartung keine spezielle Hochvolt-Ausbildung.

50 Jahre Innovationen: Die LuK-Talkshow!

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

50 Jahre LuK – 50  Minuten Talkshow mit hochkarätigen Talk-Gästen

Mit der „Schaeffler-Runde“, einem Journalisten und zwei Moderatoren ging es über eine knappe Stunde in den Talk. Mit dabei waren: Norbert Indlekofer, Vorstand Automotive, Prof. Dr.-Ing Peter Gutzmer, stellv. Vorsitzender des Vorstandes und Vorstand Technologie, Uwe Wagner, Leiter R&D Automotive, Matthias Zink, Leiter Unternehmensbereich Getriebesysteme, Dr. Wolfgang Reik, ehemaliger Entwicklungsleiter bei LuK und Erfinder des ZMS. Als „neutraler Journalist“ kam Johannes Winterhagen zum MD-Talk. Moderiert wurde der Talk von Sarah Elßer und Ralf Schütze.

Themen des Talks

Im 50 Minuten-Talk wurden die Anfänge der Firma LuK beleuchtet, man blickte zudem auf die wichtigen Meilensteine des Unternehmens zurück. Vom Zweimassen-Schwungrad, zur Tellerfederkupplung, über die Laschenkette bis zum innovativen Doppelkupplungsgetriebe.

Wie schwierig es in den Anfangsjahren war, darüber konnte Norbert Idlekofer gleich zum Start des Talks einige Geschichten erzählen. 

Prof. Dr.-Ing. Gutzmer fand eine passende Überleitung zum Thema der aktuellen Technik-Entwicklungen. Wie oft haben sich in der Industrie die Trends schon wiederholt? Eines war immer wieder klar: Es gehören kalkulierbare Risiken zum Erfolg. Vor allem aber auch die richtigen Mitarbeiter, Weitsicht und der Mut auch dann Dinge zu entwickeln, wenn erst einmal niemand an den Erfolg glaubt. Die wichtigste Rolle spielt hierbei auch die Förderung der eigenen Mitarbeiter.

Dr. Reik konnte aus seiner Historie ein paar wichtige Erinnerungen zur Entwicklungen des Zweimassen-Schwungrades beitragen, hat er doch selbst die Entwicklung geleitet und obwohl der Bedarf in der Automobil-Industrie noch nicht da war, war dem Entwickler klar: Diese Technik wird man brauchen.

 

50 Jahre LuK – diese Talk-Runde gibt tiefe und interessante Einblicke in den „Spirit“ der Schaeffler-Gruppe. 

 

 

 

 

Teil 5 der fünfteiligen Serie zum Firmen-Jubiläum der Schaeffler-Marke LuK.

50 Jahre Innovationen: Doppelkupplungsgetriebe und kein Ende?

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

8, 9, oder gar 10 Gänge?

Wohin führt uns die Zukunft im Getriebebau?

Wer sich mit der Zukunft beschäftigen will, der sollte auch die Vergangenheit kennen. Im Rahmen der Jubiläumsfeier 50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen konnte ich vor Ort mit den Experten zum Thema Getriebe sprechen. Und in Bühl kennt man sich mit Getrieben wirklich aus.

Die „trockene Doppelkupplung“ mit sieben Gängen setzt Volkswagen in einer Vielzahl von Konzernfahrzeugen ein. Kaum einem ist bekannt: Die Technik, um die trockene Doppelkupplung umzusetzen, kommt von LuK und wurde in Bühl entwickelt. Im Gegensatz zu den bis dahin genutzten „nassen“ Doppelkupplungen war das neue 7-Gang Doppelkupplungsgetriebe, trotz einer Gangstufe mehr, noch einmal um 10 % effizienter. Und neben dem Fahrspaß, den das schnell schaltende Getriebe vermittelt, geht es im automobilen Alltag täglich um die Steigerung der Effizienz, die Minimierung des Kraftstoffverbrauchs und die Reduktion der CO²-Emissionen.

Während nasse Doppelkupplungen als Lamellen im Ölbad ausgeführt sind, ist die „trockene“ Doppelkupplung von LuK einer „klassischen“ Kupplungsscheibe ähnlicher. Via Reibbelägen wird der Kraftschluss hergestellt. Der größte Vorteil dieser Lösung? Die gesteigerte Effizienz.

Und in der Zukunft? Noch mehr Gänge?

Da gibt es derzeit zwei Trends! Entweder massiv mehr Gänge. Bei Volkswagen kündigte man bereits zehn Gänge und mehr für die Doppelkupplungsvarianten an. Zudem spielen auch die stufenlosen Getriebe mit ihren theoretisch unendlich vielen Gängen eine größere Rolle.

Auf der anderen Seite stehen die Hybrid-Fahrzeuge, die mit der Unterstützung von E-Motoren und deren ab Drehzahl 0 bereitstehendem Drehmoment eine größere Spreizung der Übersetzung bewältigen können, ohne deswegen auf eine Vielzahl von Gängen angewiesen sein zu müssen.

Ein gutes Beispiel hierfür ist der Mitsubishi Outlander Plug-In Hybrid, den wir derzeit im Dauertest haben. Dieses Fahrzeug besitzt zwei E-Motoren an den Achsen, einen Generator und einen Benzinmotor, der mit einer fixen Übersetzung, also in der Theorie mit nur einem Gang, auf die Vorderachse geschaltet werden kann.

Plug-In Hybride und Hybridfahrzeuge nutzen heute in vielen Fällen stufenlose Getriebe, jedoch keine CVT, sondern Planetenradgetriebesätze. Eine komplexe Technik, die jedoch im Vergleich zu großen Automatikgetrieben mit einer großen Effizienz aufwarten können.

Mehr Gänge oder weniger! 

So widersprüchlich dies klingt, für die Zukunft wird es entweder um „mehr Gänge“ gehen oder um eine Reduzierung. Und das zur gleichen Zeit. Während die Verbrennungsantriebe, um eine bestmögliche Effizienz sicher zu stellen, mit einer großen Anzahl an Gängen hantieren müssen, werden Elektroantriebe und hybridisierte Antriebstechnologien mit einer geringeren Anzahl an Gängen auskommen und dennoch effizient bleiben.

Ein interessantes Interview zu diesem Themenfeld (und weiteren) hat der Kollege Ralf Schütze im Auftrag von „MOTORDIALOG“ mit Dr.-Ing. Hartmut Faust geführt:


Teil 4 der fünfteiligen Serie zum Firmen-Jubiläum der Schaeffler-Marke LuK.

Video: Sarah im Gespräch mit Prof. Dr. Gutzmer

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

MD.ON TOUR – 50 Jahre LuK – Im Dialog mit Prof. Dr. Peter Gutzmer, Stellvertretender Vorsitzender des Vorstands und Vorstand Technologie, Schaeffler

MD-Moderatorin Sarah Elßer führte dieses Interview im Rahmen des Jubiläums “50 Jahre LuK” am 21. Juni in Bühl/Baden.

Wer sich zum Thema „Zweimassen-Schwungrad“ oder auch der „Laschenkette“ weiter informieren möchte, der findet bei uns die passenden Artikel hierzu.

50 Jahre Innovationen: Tellerfeder

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

Die Tellerfeder gehört zu den Innovationen aus dem Hause LuK, über die man eigentlich nie etwas liest. Merkwürdig, denn mit der Entwicklung der Tellerfeder hat man bei LuK ein neues Kapitel bei Schaltgetrieben gestartet. 

50 jahre luk 03 50 jahre innovationen

Bevor man Tellerfedern zur Trennung der Kupplung nutzt, waren es Schraubenfedern, die für diese Arbeit vorgesehen waren. Für die relativ kurzen Trennungswege innerhalb der Kupplung waren hohe Federraten in den Schraubenfedern notwendig. Entsprechend schwergängig waren die Kupplungen der frühen automobilen Jahre. Mit der Tellerfeder veränderte sich das. Bei der Tellerfeder verteilt sich die Federeigenschaft auf eine breitere Fläche, die Kräfte zur Nutzung konnten minimiert werden.

Mit einem Zwinkern blickt LuK bei der 50 Jahrfeier auf diese Erfindung zurück. Was heute undenkbar ist, war früher ganz normal. Man warb damit, dass fortan auch die Ehefrau mit dem Auto fahren konnte. Denn mit einer Tellerfeder von LuK liess sich der Käfer plötzlich viel leichter schalten.

Der Volkswagen Käfer war dann damals auch das erste Fahrzeug, bei dem die Tellerfeder in Großserie auf den Markt kam.

50 jahre luk 01 50 jahre innovationen

 

 

Teil 3 der fünfteiligen Serie zum Firmen-Jubiläum der Schaeffler-Marke LuK.

Video: Jana und die Laschenkette | 50 Jahre LuK

Jana ist das Reporter-Küken bei MOTORDIALOG und immer auf der Suche nach spannenden Themen. Bei der 50 Jahrfeier von Automobilzulieferer LuK aus der Schaeffler-Gruppe ist Jana auf eine besondere Kette gestoßen. Die „Laschenkette“ – was das ist, wofür man es braucht und wofür sich Jana sonst so interessiert – hier in diesem Video! 

50 Jahre Innovationen: Zweimassen-Schwungrad

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

10 Millionen „ZMS“ fertigt LuK jedes Jahr und das, obwohl die Automobil-Hersteller zu Beginn gesagt hatten: Das brauchen wir nicht. 

Doch bei LuK in Bühl war man sich sicher, es wird eine Zeit geben, da wird man ohne „Zweimassen-Schwungrad“ nicht mehr auskommen. Das „ZMS“ ist demnach nicht nur eine Innovation „made in Germany, made in Bühl, made by LuK“. Es ist auch die Geschichte von einem Entwickler, der überzeugt war, seine Idee ist die richtige.

Dr. Wolfgang Reik ist mittlerweile im Ruhestand, seine Geschichte zur Erfindung des „ZMS“ jedoch aktueller denn je. Fast philosophisch mutet diese Entwicklung im Rückblick an. Für Dr. Reik und seine Kollegen war damals klar, es kommt der Tag, an dem man sich Gedanken machen muss, wie man die Schwingungen und Vibrationen im Antriebsstrang effektiver dämpft. Vierzylindermotoren wurden leistungsstärker, die Fahrzeuge sollten jedoch komfortabler werden. Doch gerade der viel genutzte Vierzylindermotor erzeugt im unteren Drehzahlbereich besonders nervige Schwingungen. Entkopplung tat not.

Um Vibrationen entgegentreten zu können und Drehzahlen weiter abzusenken, musste eine Lösung im Antriebsstrang gefunden werden. Bei LuK erfand man das „Zweimassen-Schwungrad“ noch bevor es die Automobil-Industrie einforderte. Das ist der wahre Grundgedanke von Innovationen.

Dr. Reik war von seiner Idee überzeugt und erfand ein Schwungrad mit einem entkoppelten Dämpfungssystem, bei dem ein Teil des Schwungrades die Massenträgheit des Motors beeinflusste und die andere Seite das gegenläufige Moment des Getriebes erhöhte. Beide Seiten werden per Torsionsdämpfer gekoppelt. Das Ergebnis? Mehr Fahrkomfort.

ZMS für die Zukunft

Mittlerweile fertigt LuK über 1 Million ZMS pro Jahr und diese Zahl wird sich vermutlich weiter erhöhen. Der Wunsch nach niedrigeren Drehzahlen zur Einsparung von CO2-Emissionen bedurfte auf der Komfortseite einer Erfindung aus Bühl.

Teil 2 der fünfteiligen Serie zum Firmen-Jubiläum der Schaeffler-Marke LuK.

Video

50 Jahre LuK: Was macht eigentlich eine Laschenkette?

[notification type=“notification_info“ ]50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen. Die Schaeffler-Marke LuK feiert dieses Jahr 50 Jahre Unternehmensgeschichte und blickt dabei auf 50 Jahre voller Innovationen zurück. Zeit und Chance für mein-auto-blog, die Meilensteine der LuK-Erfindungen zu erleben!

In Kooperation mit LuK.[/notification]

10 geladene Gäste, darunter der Ministerpräsident von Baden-Württemberg, eine große Party für Mitarbeiter und Freunde, ein ganzes Wochenende wurde in Bühl gefeiert. 50 Jahre LuK, 50 Jahre Innovationen made in Germany. Und eine der Innovationen „made in Bühl“ ist die Laschenkette.

Was ist eigentlich eine Laschenkette und wofür braucht man diese?

Der Sinn dieser Laschenkette ist schnell erklärt. Es gibt zwei grundsätzliche Getriebe-Typen: Das manuelle Getriebe und das automatische Getriebe. Bei den Automatik-Getrieben gibt es erneut eine Unterscheidung: Es gibt Wandlerautomaten, Doppelkupplungsgetriebe und stufenlose Getriebe. Im übrigen hat LuK bei allen Getriebetypen eine Idee – aber zurück zur Laschenkette.

https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:GearBoxRotRotVar.gif

Bei den stufenlosen Getrieben, auch CVT (Continuously Variable Transmission) genannt, bestimmen jeweils zwei gegenüber liegende und in der Breite variable Kegelräder die Veränderung der Übersetzung. Kleiner Radius versus großer Radius auf der anderen Seite. So dreht sich die eine Seite schneller als die andere. Um beide Kegelräder zu verbinden und einen Kraftschluss herzustellen, hatte man früher – wer sich an den DAF Variomatic erinnert, der fuhr rückwärts so schnell wie vorwärts – einen Riemen aus Gummi. Als man in der Automobil-Industrie jedoch den Wunsch hatte, den Komfortgewinn des CVT – ohne Gangsprünge gibt es keine Schaltruckler – auch mit starken Dieselmotoren zu kombinieren, kam der Riemenantrieb an seine Grenzen.

Die Lösung kam aus Bühl. Die Techniker der Firma LuK konstruierten die Laschenkette. Mit diesen aus Metall ausgeführten und zu einer Kette verbundenen Laschen wurde es möglich, Kräfte bis zu 400 Nm mit dem CVT verarbeiten zu können.

Audi präsentierte dieses Getriebe im Audi A6 mit dem 2.5 Liter TDI – und fortan war Elvis arbeitslos:

Die Audi-Werbung verdeutlichte damals die Vorteile des CVT – die Ingolstädter nannten das Getriebe extrem plakativ „multitronic“ -und diesen Elvis, den hat Jana auch in Bühl gefunden.

Wer mehr zu Jana und der „Laschenkette“ erfahren will, der schaut sich auf youtube das Video an 😉

Teil 1 der fünfteiligen Serie zum Firmen-Jubiläum der Schaeffler-Marke LuK.

 

 

 

 

NAIAS 2015: Schaeffler bittet zum Cafe

Schaeffler zeigt im Rahmen der Detroit Motor Show NAIAS 2015 (12.-25. Januar 2015) und passend zur Schaeffler Strategie Mobilität für morgen erneut ein seriennahesKonzeptfahrzeug, das bereits heute die CAFE-Standards für das Jahr 2025 erfüllt.

CAFE steht für Corporate Average Fuel Economy und beschreibt die zunehmend restriktiveren gesetzlichen Flottenverbrauchsvorschriften. „Mit dem Schaeffler Fahrzeug Efficient Future Mobility North America CAFE 2025 zeigen wir einmal mehr, wie sich durch das Zusammenspiel innovativer Technologien deutliche Verbesserungen in puncto Kraftstoffverbrauch und Schadstoffemissionen erzielen lassen“, sagt Schaeffler-Technologievorstand Prof. Peter Gutzmer.

Das Fahrzeug basiert auf einem modernen, allradgetriebenen Midsize-SUV mit Automatikgetriebe. Bereits im vergangenen Jahr zeigte Schaeffler eine erste Ausbaustufe, mit der sich kostengünstig die US-amerikanischen CAFE-Verbrauchsvorgaben des Jahres 2020 erfüllen lassen. „Zur Detroit Motor Show 2015 bringen wir eine neue Ausbaustufe: Zentraler Punkt des Konzeptfahrzeugs CAFE 2025 ist eine milde Hybridisierung mit 48 Volt“, erklärt Prof. Gutzmer. „So erreichen wir die strengen Vorgaben, wie sie in zehn Jahren auf dem nordamerikanischen Markt gelten werden. Und das abermals mittels eines kostenbewussten Ansatzes.“

Neben der 48-Volt-Hybridisierung kommen zahlreiche weitere Schaeffler-Technologien zum Einsatz: Unter anderem ein permanent eingespurter Starter, eine Allradantrieb-Trennkupplung, ein Thermomanagementmodul sowie umfassende Maßnahmen zur Dämpfung und Reibungsoptimierung im Antriebsstrang. „Mit diesem Fahrzeug zeigt Schaeffler erneut, welche eindrucksvollen Optimierungspotenziale sich durch einen ganzheitliches Ansatz erzielen lassen“, sagt Jeff Hemphill, CTO von Schaeffler in Amerika. „Auf diese Weise leistet Schaeffler bedeutende Beiträge für eine umweltfreundliche Mobilität von morgen.“

Schaeffler und Continental präsentieren das GTC

Die Zukunft hält für Automobil-Hersteller so einiges an Herausforderungen bereit. Weniger Kraftstoffverbrauch und geringere CO2-Emissionen sind klar gesetzt und die Grenzwerte für den Flottenverbrauch werden von den Gesetzgebern weiter gesenkt. So will der Gesetzgeber in den USA bis 2020 eine Emission in der Flotte von 133 g/km erreichen, in China sind es 117  g/km und in der EU sogar 95 Gramm CO2 je Kilometer als Grenze. 

Wie man als Automobil-Hersteller unter diese Grenzen kommt, welche Techniken die Steigerung der Effizienz bei Benzinmotoren weiter vorantreiben und wie man ein sparsames Auto, noch sparsamer macht, dazu konnten Prof. Dr. Gutzmer (Mitglied des Vorstandes der Schaeffler AG) und José Avila (Mitglied des Vorstandes der Continental AG) nun auf einer gemeinsamen Pressekonferenz zur Präsentation des „Gasoline Technology Cars“ wichtige Informationen liefern.

SCHAEFFLER und Continental gehen davon aus, dass auch 2025 Benzinmotoren die Mehrheit der Antriebslösungen darstellen. Der Dieselmotor ist für Personenkraftwagen in vielen Teilen der Welt keine Alternative und bleibt mit prognostizierten 17 % Marktanteil ein „Nischenprodukt“. Der Benzinmotor wird mit 57 % weiterhin den Großteil der Antriebslösungen ausmachen. Die größte Veränderung bei den Benzinmotoren ergibt sich in der Turboaufladung und Direkteinspritzung. Die wichtigste Erkenntnis ist jedoch, auch bis 2025, also in 10 Jahren, werden nicht mehr als 3% aller Fahrzeuge über einen Elektro- und oder Hybrid-Antrieb (inkl. Plug-In Hybrid) verfügen. Ja, der Markt für diese Fahrzeuge wächst und 3% des Weltmarktes in 2025 dürfte sich auf 30 bis 35 Millionen Fahrzeuge beziehen. Denen stehen jedoch 230 Millionen Fahrzeuge mit Turboaufladung und Benzindirekt-Einspritzung gegenüber. Wollen die Fahrzeug-Hersteller also die Flottenverbrauchsziele erreichen, dann sind die „klassischen“ Antriebslösungen in der Pflicht.

Vom EcoBoost zum GTC

Fords Dreizylinder-Turbomotor mit einem Liter Hubraum war bereits mehrfach „Engine of the year“ und zählt, verbaut in der Kompaktklassen (Ford Focus) zu den effizientesten Triebwerken. Der EcoBoost-Dreizylinder leistet 92 kW (125 PS) und ist mit seiner CO2-Emission von 114 Gramm je Kilometer ein echter Umweltfreund. Ausgerechnet diesen Motor haben sich die Automobil-Zulieferer Conti und Schaeffler jedoch ausgesucht um zu demonstrieren, wie viel Spiel- und Entwicklungsraum für den „klassischen“ Benziner vorhanden ist.

Motorblock und Zylinderkopf blieben unberührt. Der Turbolader wird bereits von Continental geliefert. Was man im Rahmen des „Gasoline Technology Cars (GTC)“ veränderte, waren die Einspritzdüsen, ein neues integriertes „Thermo-Managementmodul“ für die kontrollierte Aufheizung des Motors und besonders wichtig, der 48-Volt Riemen-Generator. Natürlich wurde auch das Motorsteuergerät adaptiert, hier wurde aber keine systemische Veränderung vorgenommen. Abseits des Antriebs erfolgt ein Umbau der klassisch hydraulisch betätigten Kupplung auf ein „Clutch-by-wire“ System.

continental schaeffler 01 GTC

Während die Einspritzdüsen alleine bereits dafür verantwortlich sind, dass der zuvor EU5 klassifizierte Motor nun die EU6c-Vorgaben erfüllt, sind die Veränderungen die der Einbau des 48-Volt Riementriebs bewirkt, ein ganzes Stück umfangreicher. In Zusammenarbeit mit einer Lithium-Ionen Batterie arbeitet der so zum GTC umgebaute Ford Focus nun als „Mild-Hybrid“ ohne Hochvolt-System.

Der 48 Volt Generator arbeitet als Lichtmaschine, Anlasser und Elektromotor und leistet bis zu 14 kW. Diese zusätzliche Power wird über den Riementrieb direkt an die Kurbelwelle des Motors gegeben. Der so eintretende Effekt kann bei ersten Testfahrten als „Boosting-Funktion“ erfahren werden. Der 1.0 Liter Turbo packt dank der E-Power auch aus niedrigen Drehzahlen kraftvoll an und lässt das (bereits in Serie kleine-) Turboloch des EcoBoost völlig verschwinden. Der so modifizierte Focus zieht aus niedrigsten Drehzahlen wie ein Hubraumriese los. Elastisch und dynamisch, so der Eindruck des bis zu 135 Nm leistenden E-Generators. Der E-Motor arbeitet umgedreht auch als leistungsfähiger „Dynamo“. Für etwa 20 Sekunden kann der Generator 10 kW Antriebsenergie rekuperieren und so die 460 Wh große Batterie laden. Der 10 Ah starke Batterieblock ist bewusst nicht größer ausgefallen, als eine klassische Batterie. Natürlich könnte man immer „noch mehr Energie“ speicher, das gesamte „48V EcoDrive Generatorsystem“ soll jedoch nur als „milde“ und vor allem Kosteneffiziente Hybridisierung verstanden werden.

Wichtiger Baustein des GTC ist das „Clutch-by-wire“ System. Eine Entkopplung von Kupplungspedal und Kupplungsbetätigung ermöglicht das vom System gesteuerte „entkuppeln“ und damit das segeln des Fahrzeuges. Bereits im klassischen Stop-and-Go Verkehr in der Stadt ermöglicht das rollen des Fahrzeuges, bei ausgeschaltetem Motor, eine Effizienzsteigerung und Benzineinsparung. Solche Systeme sind von Hybriden mit Automatikgetriebe bekannt. Mit der „entkoppelten“ Kupplungsbetätigung bietet der Zulieferer nun auch eine kostengünstige Variante für Schaltgetriebefahrzeuge. Denn auch hier muss man klar sehen: Im Bereich bis zur Kompaktklasse wird das Schaltgetriebe auf lange Sicht die kostengünstigste Getriebeversion bleiben.

Effizienz-Gewinn beim GTC

Von 114 Gramm CO2 auf 95 Gramm CO2 je Kilometer. Und damit von knapp 5 Liter Verbrauch auf knapp unter 4 Liter Verbrauch. Und das ohne konstruktive Veränderungen am Motor an sich. Von Euro 5 auf Euro 6c (bis jetzt nicht verabschiedeter Standard).

continental schaeffler 02 GTC

Der zum „GTC“ umgebaute Ford Focus Ecoboost demonstriert anschaulich, wie viel Potential im klassischen Automobil steckt und wie günstig man bestehende Fahrzeugkonzepte zu einem „Mild-Hybrid“ modifizieren kann. Das 48 Volt-System des GTC verfügt über einen 48/12 Volt-Wandler und damit ist die 48 Volt-Batterie des Riemengenerators für die Energieversorgung des gesamten Fahrzeuges zuständig. Wichtig ist dies für die Gewichtsbilanz des GTC. Durch Wegfall des Anlassers und der Lichtmaschine, fällt auch der Riemengenerator nicht zusätzlich ins Gewicht.

Und die Kosten?

Natürlich nennt die beiden beteiligten Zulieferer keine Preise. Das System soll ja auch nicht im Aftermarket an den Kunden verkauft werden, sondern über die Automobil-Hersteller direkt in die Produkt-Palette integriert werden. Die Einsparungen sollen den Aufpreis des gesamten Paketes jedoch binnen drei Jahre amortisieren, rechnet man das über die durchschnittliche Jahresfahrleistung und den avisierten Verbrauch um, dann kommt man auf einen Systempreis von rund 800 €.

19 Gramm CO2 je Kilometer einsparen, zum Aufpreis eines Glasschiebedaches? Klingt sinnvoll, oder?

 

Technik: 1+1 = 3 Der Mild-Hybrid von Morgen.

Diez wei internationalen Automobilzulieferer Schaeffler und Continental stellen auf dem 35. Internationalen Wiener Motorensymposium (8.-9. Mai 2014) das Gasoline Technology Car (GTC) vor. Das Gemeinschaftsprojekt GTC zeigt, wie eine vernetzte Integration von Mild Hybrid Technologien auch bei einem bereits sehr effizienten Pkw mit hubraumreduziertem Dreizylinder-Ottomotor, wie dem hier verwendeten Basis-Fahrzeug Ford Focus 1.0 l EcoBoost, zusätzlich bis zu 17 % an Kraftstoff und damit an CO2 einsparen kann.

„Um diese Dimension der Hybridisierung zu erreichen, haben wir Schlüsseltechnologien aus den Portfolios von Continental und Schaeffler im GTC integriert und konsequent vernetzt. Das Potenzial dieser Strategie lässt sich an den Ergebnissen ablesen, die wir bei einem Fahrzeug erreichen, dessen Motor für seine Effizienz und Leistung als „International Engine of the Year 2012 und 2013“ ausgezeichnet wurde“,

sagt José Avila, Vorstandsmitglied von Continental und Leiter der Division Powertrain.

Durch Wechselwirkung der Komponenten und Technologien im GTC können wir Effekte nutzen, die dem Autofahrer im realen Fahrbetrieb auf der Straße konkrete Vorteile beim Verbrauch und der Fahrbarkeit bringen.“ Wegen des Integrationsansatzes betonen die beiden Automobilzulieferer, ist beim GTC das Ganze mehr als die Summe seiner Teile und fassen das in der Formel 1 + 1 = 3 zusammen so  Prof. Peter Gutzmer, Schaeffler Vorstand für Forschung und Entwicklung.

GTC im Detail. Wenn 1+1 = 3 ergibt.

Das Demonstrationsfahrzeug GTC wurde von den Zulieferern umfassend optimiert: So sind zum einen eine Continental Einspritzung und Motorsteuerung angepasst worden und ersetzen das System des Referenzfahrzeugs. Zum anderen wurden zahlreiche innovative Komponenten und Technologien hinzugefügt. Eine Schlüsselrolle spielen dabei das Continental 48 Volt Eco Drive System als milde Hybridisierung sowie die elektrifizierte Kupplung (E-Clutch) zur Kraftübertragung und das Thermomanagement von Schaeffler. Hinzu kommen Maßnahmen zur Reduktion der Reibungsverluste im Motor und ein elektrisch heizbarer Katalysator (Emitec). In Summe erreicht der Technologieträger GTC mit diesen Komponenten und der intelligenten Betriebsstrategie nicht nur eine um bis zu 17 % höhere Kraftstoffeffizienz, sondern erfüllt auch die Emissionsgrenzwerte der kommenden Abgasnorm Euro 6c (2017/2018).

Um den 3-Zylinderottomotor mit 1 l Hubraum trotz der modifizierten, konsequent zündwinkeloptimierten Betriebsstrategie fahrbar zu machen und zusätzliche Hybrid-Fahrstrategien nutzen zu können, verfügt das GTC über eine unabhängige zweite Antriebseinheit, das 48 V Eco Drive System. Dazu gehört eine E-Maschine samt integriertem Entkopplungsspanner. Der elektrische Traktionsmotor/Generator ist über einen modifizierten Riementrieb an den Verbrenner angebunden. Ein DC/DC Wandler sorgt für die elektrischen Energieflüsse zwischen dem Bordspannungs-Netz mit 12 V und der 48 V Seite mit Li-Ion Akku (2-Batterienkonzept).

Mit dieser Hybridisierung wird der Verbrennungsmotor im niedrigen Drehzahlbereich elektrisch unterstützt (E-Boost-Funktion), um ein attraktives Ansprechverhalten ohne „Turboloch“ zu erreichen. Die Voraussetzung dafür schafft die hohe Effizienz der 48 V Rekuperation: Das GTC kann im NEFZ annähernd doppelt so viel Bewegungsenergie rekuperieren wie das Fahrzeug für das Bordnetz braucht.

Zum strengen Design-to-Cost Ansatz des Technologeiträgers gehört, dass das GTC mit einem konventionellen 6-Gang-Handschaltgetriebe ausgerüstet ist. Dennoch nutzt seine Fahrstrategie energiesparende Funktionen wie das Coasting (= Ausrollen ohne Gas). Ermöglicht wird dies von der ins Fahrzeug integrierten elektrifizierten Kupplung von Schaeffler. Sie koppelt den Motor in Coasting-Phasen vom Antriebsstrang ab. Weil beim Motorleerlauf keine Luft in den Brennräumen verdichtet werden muss, steht mehr Energie für die Rekuperation zur Verfügung.

Diese Energie ermöglicht wiederum andere effizienzsteigernde Maßnahmen. Ein Beispiel ist der elektrisch heizbare Katalysator, der die Rekuperationsenergie des vorherigen Fahrzyklus nutzt, um beim Kaltstart schneller seine Arbeitstemperatur zu erreichen.

Eine Schaeffler Split-Cooling Architektur mit Drehschieberventil ermöglicht im GTC zudem ein abgestuftes Thermomanagement. Es dient dazu, die Herausforderungen innovativer Hybrid Fahrstrategien zu bewältigen. So kann der Motor vorübergehend von der Kühlmittelzirkulation abgetrennt werden, um schneller auf Temperatur zu kommen beziehungsweise seine Temperatur länger zu halten. Mit dem schnellen Aufheizen werden die motorischen Reibungsverluste geringer, was die Effizienz erhöht, eine Strategie die zusätzlich durch reibungsoptimierte Komponenten verfolgt wird. Als Teil einer vorausschauenden Betriebsstrategie kann beispielsweise vor einer absehbaren Rekuperationsphase (Gefällestrecke) ebenfalls frühzeitig die Kühlung abgeschaltet werden.

Die aus der Serie entnommene Continental Motorsteuerung im GTC ist so ausgelegt, dass sie zusätzlich zum Verbrennungsmotor die vollständige komplexe Steuerung auch der Mild Hybrid Komponenten einschließlich der Betriebsstrategie übernehmen kann. Diese Motorsteuerung nimmt bereits die kommende EMS 3 Strategie vorweg. Deren offene Systemarchitektur auf AUTOSAR Basis kann unterschiedliche Systempartitionierungen und Elektronik-Topologien, die sich aus der Hybridisierung und Elektrifizierung ergeben, flexibel unterstützen.

Da bei einem Fahrzeug mit Handschaltgetriebe die größte Effizienz entsteht, wenn der Fahrer, die optimierten Einzelkomponenten und die Funktionen im Fahrzeug zusammen wirken, gibt die Motorsteuerung Schaltpunktempfehlungen mit dem Ziel einer Drehzahlabsenkung (Downspeeding). Durch das zusätzliche elektrische Antriebsmoment kann der Fahrer diese Schaltpunkte ohne Einbußen bei der Fahrbarkeit nutzen und damit echte Verbrauchsvorteile im realen Straßenverkehr erzielen.

Quelle: Pressemeldung von Schäffler