Ölfrei laufende Hochdrehzahlgetriebe von E-Fahrzeugen - Validierung eines ganzheitlichen Ansatzes mit maximalen Leichtbaupotenzial und größtmöglicher Ressourceneffizienz
Mit der Hightech-Strategie 2025 „Forschung und Innovation für die Menschen“ hat sich die Bundesregierung das Ziel gesetzt, die vielfältigen Anwendungspotentiale exzellenter Forschung noch schneller und effektiver zu identifizieren und für Wirtschaft und Gesellschaft nutzbar zu machen. Dafür muss die Brücke zwischen akademischer Forschung und ihrer wirtschaftlichen Verwertung bzw. gesellschaftlichen Anwendung weiter gestärkt werden. Die Fördermaßnahme "Validierung des technologischen und gesellschaftlichen Innovationspotenzials wissenschaftlicher Forschung - VIP+" setzt hier an und unterstützt Forscherinnen und Forscher dabei, Forschungsergebnisse systematisch zu validieren und Anwendungsbereiche zu erschließen.
Im Kontext knapper werdender Ressourcen und des wachsenden Bewusstseins für Umwelt- und Klimaschutz gewinnt Elektromobilität zunehmend an Bedeutung. Getriebe als leistungsübertragende Komponente des Antriebsstranges zur Anpassung von Drehmoment und Drehzahl kommen heutzutage in fast allen Transportfahrzeugen zum Einsatz. In allen Getrieben werden Schmiermittel wie Öl zur Temperierung und als Verschleißschutz genutzt. Diese stellen eine erhebliche Umweltbelastung dar und verursachen hohen Wartungsaufwand.
Das geplante Forschungsvorhaben zielt in einem ganzheitlichen Ansatz auf die ressourcen- und umweltschonende Entwicklung eines vollständig schmierstofffrei arbeitenden, wartungsfreien und geräuscharmen Leichtbaugetriebes bei gleichzeitiger Gewichtsreduktion von ca. 15 %.
Eine mit speziellem Kohlenstoff beschichtete, gewalzte Hocheffizienzverzahnung wird dazu in ein Leichtbaugehäuse, bestehend aus einer CFK-Rahmenstruktur (Kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff) und einer Metallschaumhülle, eingebaut. Die Leichtbaukonstruktion ermöglicht Gewichtsreduktion und gleichzeitige Schalldämpfung.
Das Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) besitzt umfangreiche Expertise im Bereich Verzahnungswalztechnologie und ist für die ressourceneffiziente Verzahnungsherstellung mit positiven Materialeffekten vorrangig verantwortlich. Darüber hinaus bringt das IWU seine Kompetenz im Bereich Metall- und Polymerschaumerzeugung ein.
Das geplante Verbundvorhaben wird von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) als Koordinator geleitet. Perspektivisch ist die Nutzung des Getriebes in E-Fahrzeugen (PKW) mit ölfrei laufendem Getriebe angedacht, z. B. im Rahmen einer Lizenzvergabe.