Kontaktloses Getriebe
Kraftübertragungssysteme sollen, wie ihr Name schon sagt, Energie oder Kräfte übertragen. Zahnräder sind Elemente von mechanischen Antriebssystemen, mit denen die Geschwindigkeit der angetriebenen Teile (beispielsweise die Räder eines Fahrzeugs) bezogen auf die Geschwindigkeit des Antriebsmechanismus (bei Fahrzeugen dessen Motor) verändert werden kann. EU-finanzierte Forscher haben ein neues Getriebesystem auf Basis von Magnetkräften entwickelt, die Reibung und Verschleiß verhindern; und ohne Berührung zwischen den Teilen macht es auch die Schmierung überflüssig. Sie ersetzten die Zahnradzähne mit Magneten, die sich gegenseitig abstoßen und anziehen, sodass die Übertragung der Kräfte zwischen den beweglichen Teilen berührungslos abläuft. Diese bahnbrechende Technologie ist das Ergebnis des EU-geförderten Projekts (MAGDRIVE ("Magnetic-superconductor cryogenic non-contact harmonic drive"). Die Entwicklung des neuen Getriebesystems umfasste das Design einer magnetischen Übersetzung und entsprechender reibungsloser magnetischer Eingangs- und Ausgangsachsen. Eine Besonderheit sind auch die frei schwebenden Supraleiterlager, die stabile Anziehungs- und Abstoßungskräfte in die Struktur des Systems bringen. Diese ermöglichen es den Achsen zu schweben und sorgen für Stabilität, indem sie Schwingungsbewegungen und mögliche Ungleichgewichte reduzieren. Indem sowohl Eingangs- als auch Ausgangsachse ohne jeden Kontakt schweben, können sie mit bis zu 3.000 Umdrehungen pro Minute rotieren. Um die Anwendung der kontaktlosen Übertragung zu demonstrieren, erstellten die MAGDRIVE-Forscher zwei Prototypen. Der erste wurde für Raumfahrt und Planetenerkundungsmissionen ausgerichtet und ist ein kryogenes Modell, dessen Achsen bei Temperaturen von -210 Grad Celsius in einem Vakuum schweben. Der zweite Prototyp wurde für Maschinen in den Bereichen Eisenbahn, Ölförderung und Luftfahrt ausgelegt. Die Ergebnisse der Projekts wurden auf Konferenzen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), der National Aeronautics and Space Administration (NASA) und der American Society of Mechanical Engineers (ASME) vorgestellt und im Journal of Engineering Tribologie veröffentlicht. Mit dem Spin-off-Unternehmen MAG SOAR soll die kommerzielle Nutzung der von MAGDRIVE entwickelten Technologie untersucht werden.
Schlüsselbegriffe
Getriebegangsysteme, Kraftübertragung, magnetische Kräfte, Supraleiter, Harmonic Drive
