Zu Besuch bei Oberaigner Powertrain / Im Detail: Das Planetengetriebe.

Elektrifizierter eVan mit eingebautem Oberaigner Planetengetriebe | © Oberaigner Powertrain GmbH, 2017
Elektrifizierter eVan mit eingebautem Oberaigner Planetengetriebe | © Oberaigner Powertrain GmbH, 2017

Nach einer längeren Sommerpause (obwohl die Arbeit der einzelnen PartnerInnen am Projekt in puncto Fahrzeugkonstruktion, Geschäftsmodellentwicklung und Demophase natürlich ohne Unterbrechung weiter verlief) erhielt ein Teil des Teams Anfang Oktober die Gelegenheit, bei Oberaigner Powertrain GmbH hinter die Kulissen des Unternehmens zu blicken.

Die Rolle von Oberaigner Powertrain im Projekt konzentriert sich auf die Weiterentwicklung des Planetengetriebes mit Parksperrefunktion zur Elektrifizierung von leichten Nutzfahrzeugen und schließt auch weitreichende Erprobungskompetenz zur Testung der Alltagstauglichkeit mit ein.

Dies mag eventuell nach einer „sperrigen“ Aufgabe klingen, der Besuch hat mir aber bewusst gemacht, wie bedeutend diese Komponente für die Fahrzeugentwicklung in unserem Projekt generell ist und wie Oberaigner Powertrain sich als engagiertes und auf Nischen spezialisiertes Unternehmen einen Platz im Wettbewerb sichert. 

Unseren technisch interessierten LeserInnen möchten wir im Folgenden einen Einblick in das Planetengetriebe, das in einem Teil der LEEFF-eVans eingebaut wird, geben. Wir danken an dieser Stelle Peter Stögmüller, Leitung Vorentwicklung bei Oberaigner Powertrain, für die nachstehenden Ausführungen.

Oberaigner Planetengetriebe zur Elektrifizierung von Antriebsträngen

Worin liegen die Vorteile von elektrischen Getrieben?

Elektrische Antriebe erzielen ihre Vorteile besonders bei hohen Drehzahlen, die über ein Getriebe an die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich Geschwindigkeit und Steigfähigkeit im Fahrzeug angepasst werden. Damit entsteht eine kompakte Antriebseinheit, die neue Möglichkeiten im Fahrzeugpackaging eröffnet und universell für viele Anwendungsgebiete einsetzbar ist. Herkömmliche Getriebe sind nicht für Drehzahlen über 10.000 U/min ausgelegt und damit keinesfalls für einen serientauglichen Einsatz geeignet.

Neben der Flüssigkeitskühlung, die besonders  bei stationären Anwendungen erforderlich ist, sind als Kundenforderungen die Möglichkeit zur Abnahme eines Drehzahlsignals für Tachographen und die optimale Auslegung hinsichtlich Akustik zu nennen. Außerdem wurde für die Verwendung im Straßenverkehr eine Parksperre integriert.

Nicht zu vergessen ist die für den Kunden notwendige Flexibilität mit Blick auf den Elektromotor, den Umrichter und die Schnittstelle zur Abtriebswelle. Dafür wurde das Getriebe mit einer modularen Flanschplatte ausgestattet, die mit überschaubarem Aufwand zusätzliche Motorvarianten bedienen kann. Weitere Aspekte sind die Möglichkeit zu rekuperieren, um eine Verbesserung der Energiebilanz des Gesamtsystems zu erreichen, und der koaxiale An- und Abtrieb für optimale Packungsdichte.

Die technischen Daten des Planetengetriebes auf einen Blick:

Wie sieht die Rolle von Oberaigner im Projekt LEEFF aus? Welche Ergebnisse konnten Sie bisher aus der Getriebeerprobung erzielen? Welchen Herausforderungen standen Sie gegenüber?

Übergeordnetes Ziel im Projekt LEEFF ist für Oberaigner Powertrain die Serienentwicklung des Getriebes, dazu gehört neben der Optimierung der Qualitäts-, Fertigungs- und Montageprozesse auch eine umfangreiche Erprobung, die sich aus folgenden Schwerpunkten zusammensetzt:

  • Prüfstandtest
  • Beölungsläufe
  • Dauerlauferprobung im Fahrzeug
  • Hochgeschwindigkeitsversuche
  • Parksperretests
  • Static Torsion Test
  • Akustikmessungen

Erste Prüfstandversuche zeigten bereits zu einem frühen Zeitpunkt das Potenzial des Getriebes; dieses wurde durch einen Static Torsion Test untermauert. Die ersten Prüfungen in Hinblick auf die Drehmomentbelastbarkeit eröffnen weitere Möglichkeiten für künftige Antriebsmaschinen. Eine Herausforderung war das Thema Beölung, durch die hohen Drehzahlen und den Verzicht auf eine Ölpumpe ist es erforderlich über ein wohl überlegtes System aus Ölführungseinrichtungen die Beölung auch in kritischen Bereichen zu gewährleisten. Aktuell werden in einem Dreischichtbetrieb auf einer zuvor definierten Strecke Dauerlaufkilometer absolviert. Das Fahrzeug ist dabei bis zum maximal zulässigen Gesamtgewicht beladen und wird auf dem anspruchsvollen Kurs nicht geschont. Neben einer subjektiven Akustikbewertung wird über ein System an Körperschallsensoren auch die Beeinflussung der Gesamtfahrzeugakustik durch das Getriebe gemessen. Die Ergebnisse sind durch den Einsatz von hartfeinbearbeiteten Schrägverzahnungen (geschliffen, gehont), wie erwartet, auf PKW-Niveau.

Wie schätzen Sie das Einsatzpotenzial eines derartigen Getriebes ein? Wird Oberaigner auch weiterhin im Bereich Elektromobilität tätig sein?

Basierend auf den Anforderungen potenzieller Kunden hat Oberaigner Powertrain ein Getriebe entwickelt, das für Leistungen bis 250kW ausgelegt ist und ein max. Ausgangsdrehmoment von 1700Nm generiert. Durch eine flexible Konstruktionsweise im Schnittstellenbereich mit dem Elektromotor sind verschiedene Antriebsmotoren kompatibel, damit ist ein großer Leistungsbereich, der von einer kostengünstigen Variante mit Serienmotoren bis hin zur high-end Variante mit max. Leistungsdaten reicht, verfügbar. Für Anwendungen im Automotivebereich steht eine integrierte Parksperre zur Verfügung, die geschliffene/gehonte Schrägverzahnung sorgt für ein Akustikverhalten auf PKW-Niveau.

Nach dem Einstieg in das Thema Elektromobilität arbeitet Oberaigner Powertrain an weiteren Entwicklungen im Bereich Elektromobilität. Diese Neuprojekte umfassen u.a. leichte Fahrzeuge mit Frontantrieb, aber auch schwere LKWs. Die Erfahrungen und die Entwicklungsergebnisse des LEEFF Projektes unterstützen diese Neuentwicklungen.

 

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Dieses Projekt wird im Rahmen der Ausschreibung Leuchttürme der Elektromobilität aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert. Eine Projektbeschreibung ist hier abrufbar.

Invesititionskosten von Demonstrationsanlagen werden auf Basis der Richtlinie für die Umweltförderung im Inland gefördert. Die Abwicklung wird von der Kommunalkredit Public Consulting GmbH vorgenommen. Nähere Informationen unter www.umweltfoerderung.at.

Für die Abwicklung des Programms Leuchttürme der Elektromobilität ist die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft FFG das zuständige Organ.