Erfindungspreis 2014
* ZF-interner Graf-von-Soden-Erfindungspreis zum zweiten Mal in Friedrichshafen verliehen
* Sechs herausragende Erfindungen der Beschäftigten aus verschiedenen Divisionen ausgezeichnet
* Innovationsspektrum reicht von E-Antriebsmodulen über neue Technologien für Doppelkupplungsgetriebe und das Fahrwerk bis hin zur elektrischen Rotorsteuerung im Hubschrauber
Rund 840 Millionen Euro investierte die ZF Friedrichshafen AG 2013 in Forschung und Entwicklung und hat damit ihre Position als ein weltweit führender Technologiekonzern in der Antriebs und Fahrwerktechnik weiter gestärkt. Neben der Investitionskraft zählt der Erfindergeist der Mitarbeiter seit jeher zu den Erfolgsfaktoren innovativer Unternehmen. 708 Patente konnte ZF nicht zuletzt dank seiner Mitarbeiter 2013 anmelden und sich damit in der Statistik des Deutschen Patent- und Markenamts erneut unter den Top Ten platzieren. Diese Innovationskraft seiner Belegschaft honoriert und fördert der Technologiekonzern jährlich mit dem Graf-von-Soden- Erfindungspreis. Ende April 2014 erhielten ihn sechs neue herausragende Erfindungen, ausgewählt aus allen im Vorjahr veröffentlichten Patentanmeldungen.
High-tech verbessert Methoden, Werkzeuge und Prozesse in den Forschungs- und Entwicklungsabteilungen laufend. Dadurch werden neue Produkte immer schneller, kosteneffizienter und in noch höherer Qualität serienreif. Ein Faktor ist jedoch seit jeher gleich geblieben: Die Ideen für Innovationen entspringen nach wie vor den Köpfen von Menschen. Mitarbeiter von ZF entwickeln kontinuierlich wegweisende Technologien, um aktuellen und künftigen Herausforderungen in der Antriebs- und Fahrwerktechnik zu begegnen. Dadurch liegt das Unternehmen auch in der aktuellen Statistik des Deutschen Patent- und Markenamts wieder unter den zehn Besten – alleine im vergangenen Jahr meldete es insgesamt 708 Patente an. Sechs herausragende Innovationen ehrte ZF Ende April 2014 mit dem Graf-von-Soden-Erfindungspreis. Diese 2013 neu geschaffene Auszeichnung soll sowohl die bisherigen Leistungen der Entwickler honorieren als auch zu neuen Erfindungen animieren.
Namensgeber des ZF-Erfindungspreises ist Alfred Graf von Soden- Fraunhofen: Nachdem der technikbegeisterte Adlige gegen den elterlichen Willen Maschinenbau studiert hatte, wurde er im Jahr 1915 einer der ersten Geschäftsführer der damals neu gegründeten „Zahnradfabrik Gesellschaft mit beschränkter Haftung“ – und von 1921 bis 1944 deren technischer Vorstand.
Folgende Projekte zeichnete ZF 2014 mit dem Erfindungspreis aus:
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. Durch die geschickte Platzierung der Antriebe im Fahrwerk in Kombination mit dem Hochdrehzahlkonzept werden die ungefederten Massen nur im geringen Maße beeinflusst.
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 sogenannte Torsionsschwingungs-Tilger, die sich an die jeweilige Drehzahl anpassen (DAT = drehzahladaptive Tilger). Ein dreiköpfiges Ingenieursteam der ZF-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. Die Innovation bietet eine Alternative zu heutigen Tilgersystemen mit einem einfachen technischen Aufbau und passt in den Getriebebaukasten des 8HP.
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 kann ZF besser auf unterschiedliche Anforderungen seiner Kunden reagieren, 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 (Continuous Damping Control)
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 einen Schwingungsdämpfer 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
Nicht nur bei Automobilen sondern auch in der Luftfahrt gibt es den Trend, hydraulische Hilfsenergie durch elektrische Energie zu ersetzen. Die Business Unit Luftfahrttechnik hat deshalb mehrere Forschungsprogramme durchgeführt, in denen elektrische Stellsysteme zur aktiven Rotorsteuerung entwickelt wurden. Ein Team der Business Unit hat dazu eine Booster-Taumelscheiben-Integration entworfen und patentiert, dank der die Rotorsteuerung eines Hubschraubers durch elektrische Stellmotoren statt durch hydraulische Stellzylinder erfolgen kann. Dies führt unter anderem zur Vereinfachung der Mechanik, zu Kosteneinsparungen bei der Wartung durch den Wegfall von Hydraulikteilen sowie zur Verbesserung der Sicherheit aufgrund des Wegfalls von heißer, leicht entzündbarer Hydraulikflüssigkeit.
Info:
Corina Dreher, Presse Technik,
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Thomas Wenzel, Leiter Produktkommunikation Presse Technik,
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Quelle: www.zf.com
