ZF ehrt Erfindergeist der Mitarbeiter

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Radnaher Elektroantrieb
Wie lassen sich elektrische Antriebe im Fahrwerk integrieren, ohne die ungefederten Massen im kritischen Maße zu erhöhen? Ein dreiköpfiges Team bei ZF entwickelte eine Antriebseinheit bestehend aus einem Elektromotor und einem hochübersetzten Getriebe. Diese Einheit ist zweimal im Fahrzeug verbaut, so dass beide Hinterräder individuell angetrieben werden können. Die Verschmelzung des Antriebs mit dem Fahrwerk erzielt Bauraumvorteile und hält das Systemgewicht klein. Aufgrund der geschickten Platzierung der Antriebe im Fahrwerk in Kombination mit dem Hochdrehzahlkonzept werden die ungefederten Massen nur im geringen Maße beeinflusst.

Trockene Doppelkupplung mit einfacher Montage
Doppelkupplungsgetriebe haben einen immer größeren Anteil am Getriebemarkt. Dies gilt heute schon für Pkw, bald auch für Nutzfahrzeuge, denn der wesentliche Vorteil der Doppelkupplungsgetriebe liegt im Gangwechsel ohne Zugkraftunterbrechung. Eine besondere Herausforderung ist dabei die möglichst präzise Betätigung der einzelnen Kupplungen. Mit der in Deutschland zum Patent angemeldeten Erfindung hat ein ZF-Ingenieur in der Division Nutzfahrzeugtechnik eine Lösung gefunden, die eine kostengünstige und einfach zu realisierende Verbindung zwischen dem ZF-Aktuator Con-Act und der Doppelkupplung X2C ermöglicht. Dabei werden die Betätigungskräfte sicher übertragen, zugleich ist eine einfache Montage und Demontage gewährleistet.

Torsionsschwingungs-Tilger mit variabler Federsteifigkeit
Moderne Downsizing-Motoren, die durch Turboaufladung kaum Leistungseinbußen haben, sind eine große Herausforderung für den Antriebsstrang: Ihre Drehungleichförmigkeiten sollen nicht in Getriebe und Antriebswelle übertragen werden. Diese Entkopplung übernehmen im Wandler des Automatgetriebes so genannte Torsionsschwingungs-Tilger, die sich an die jeweilige Drehzahl anpassen (DAT = drehzahladaptive Tilger). Ein dreiköpfiges Ingenieursteam der Division Pkw-Antriebstechnik hat nun ein alternatives Tilger-Konzept entwickelt, bei dem der Arbeitspunkt durch Veränderung der Federsteifigkeit einstellbar ist. Im unteren Drehzahlbereich hat der neue Tilger eine bessere Funktion/ Performance als konventionelle Tilger.

Sensorvorrichtung zur Positionsermittlung eines Gangwahlschalters
Grundvoraussetzung jeder intelligenten Schaltstrategie ist, dass die Software „weiß“, welche Position des Gangwahlschalters gerade eingelegt ist. Diese Information vermitteln Sensoren. Was einfach klingt, ist höchst sicherheitsrelevant, da es schwerwiegende Folgen hätte, wenn die Fahrzeugelektronik etwa die Fahrstufen „R“ und „D“ bei einem Fahrzeug mit Automatgetriebe verwechselt. Ein zweiköpfiges Team des Geschäftsfelds Elektronische Systeme hat nun ein Sensorfeld entwickelt, bei dem Hallsensoren an einer beweglichen Magnetfeldplatte angebracht sind. Die Erfindung nutzt die von den Hallsensoren in Abhängigkeit des detektierten Magnetfeldes ausgehenden Signale aus. Eine neue Konstruktion macht es möglich, nicht nur die Magnetfeldrichtung zu ermitteln, sondern auch festzustellen, ob überhaupt ein Magnetfeld anliegt. So kann jedem Hallsensor in der Sensorvorrichtung drei statt bisher nur zwei Zustände zugeordnet werden. Mit dieser Konstruktion reagiert ZF auf unterschiedliche Anforderungen, etwa wenn bei bestimmten Fahrzeugmodellen ein höherer Sicherheitslevel bereitgestellt werden soll. Bei unverändertem Sicherheitslevel lässt sich die Anzahl der Hallsensoren reduzieren. Zudem ergibt sich eine weitere, einfachere Funktionsüberprüfungsmöglichkeit für Hallsensoren.

Neues, geräuschminderndes Zusatzventil für das adaptive Dämpfungssystem CDC
Bei modernen Fahrzeugen gewinnt das Thema Geräuschentwicklung zunehmend an Bedeutung. Auch Schwingungsdämpfer können erheblich zur Geräuschemission im Fahrzeug beitragen – sofern die Ursache und die mit der Geräuschbildung zusammenhängenden Bauteile bekannt sind. Bei einem konventionellen Schwingungsdämpfer liegt eine einzige Dämpfkraftkennlinie vor, für die man diesen hinsichtlich der Geräuschentwicklung vergleichsweise einfach optimieren kann. Aufwändig wird dies bei einem verstellbaren Schwingungsdämpfer, weil hier viele ansteuerbare Dämpfkraftkennlinien – also ein ganzes Kennfeld – vorliegen. Geräuschmindernde Maßnahmen dürfen natürlich auch nicht die Funktion der Dämpfer negativ beeinflussen. Mit einer zum Patent angemeldeten Erfindung haben drei Ingenieure der Division Fahrwerktechnik eine konstruktive Lösung gefunden, die keinen zusätzlichen Bauraum benötigt und keine teuren Bauteile bedingt. Die Geräuschentwicklung in einem adaptiven Dämpfungssystem lässt sich hier durch eine einfache Verlegung der Strömungswege, verbunden mit einer definierten Abhubbewegung der Ventilscheibe eines Zusatzventils, mindern.

Elektrisch angesteuerte Taumelscheibe für einen Hubschrauber
Neben Automobilen gibt es auch in der Luftfahrt den Trend, hydraulische Hilfsenergie durch elektrische Energie zu ersetzen. Die Division Luftfahrttechnik hat deshalb mehrere Forschungsprogramme durchgeführt, in denen elektrische Stellsysteme zur aktiven Rotorsteuerung entwickelt wurden. Ein Team hat dazu eine Booster-Taumelscheiben-Integration entworfen und patentiert. Die Rotorsteuerung eines Hubschraubers erfolgt damit durch elektrische Stellmotoren statt durch hydraulische Stellzylinder. Dies führt zur Vereinfachung der Mechanik. Zusätzliche Vorteile ergeben sich durch den Wegfall von Hydraulikteilen und der heißen leicht entzündbaren Hydraulikflüssigkeit: Kosteneinsparungen bei der Wartung sowie eine Verbesserung der Sicherheit.

(sh)

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