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Neuartiger Freilauf

Massen-Kampf

Foto: Beate Jeske 6 Bilder

ZF Sachs kämpft gegen das Massenträgheitsmoment: Ein Freilauf entkoppelt den Starterkranz nach dem Zünden des Motors von der Kurbelwelle – der Motor dreht leichter hoch.

03.02.2006

Start eines Clubrennens: Ein Porsche Carrera lässt seine Konkurrenten wie schockgefrostet stehen, sein Motor dreht wie von einer Last befreit hoch. Eine Vorstellung, die bald real werden könnte. ZF Sachs Race Engineering hat einen Freilauf entwickelt, der den Starterzahnkranz nach dem Zünden des Motors entkoppelt.

So muss das Triebwerk das schwere Zahnrad nicht bei jedem Gasgeben mitbeschleunigen. Ein neuartiger Freilauf erleichtert dem Triebwerk die Arbeit. Beim Startvorgang schießt der Anlasser sein Ritzel in den Starterzahnkranz und bringt diesen auf etwa 250 Umdrehungen pro Minute.

Im Inneren des Starterzahnkranzes sitzt der Freilauf. Durch die Drehbewegung wirken seine Klemmrampen wie ein Keil auf Klemmrollen; diese werden zur Mitte hin auf einen Flansch gedrückt, der am Gehäuse der Kupplung befestigt ist. Das Gehäuse wiederum ist über die Schwungscheibe mit der Kurbelwelle verdrehsicher verbunden. Der Freilauf ist geschlossen, der Kraftschluss hergestellt.

Der Anlasser bringt den Starterzahnkranz und damit die Kurbelwelle auf Startdrehzahl; der Motor zündet, beschleunigt die Kurbelwelle auf rund 900/min – die Leerlauf-Drehzahl. Nun rotiert die Kurbelwelle schneller als der Starterzahnkranz, die Klemmrollen rutschen durch. Lässt man Zündschlüssel oder Starterknopf los, zieht sich das Ritzel vom Starterzahnkranz zurück, und die Klemmrollen kehren in ihre Ausgangsposition zurück. Ein Luftspalt von 1,5 Millimetern entsteht. Freigang.

Im ersten Gang muss der Motor nun über 400 Kilogramm weniger beschleunigen. Im zweiten sind es ohne die träge Zahnrad-Masse rein rechnerisch noch rund 150. Diesen gewichtigen Vorteil wollen Rennteams nutzen und prüfen derzeit die Entwicklung. Auch in Supersportwagen wäre der Freilauf mit Modifikationen denkbar. Noch nennt Sachs keine Partner, doch der Einsatz im Tourenwagen-Rennsport scheint gewiss – der Unterschied bei Start und Beschleunigung aus engen Kurven dürfte gewaltig sein.

Natürlich ist der Freilauf selbst keine neue Erfindung. Bisherige Lösungen konnten aber nicht zwischen Kupplung und Starterzahnkranz verwendet werden – sie erreichen keinen echten Freigang. Entstehende Reibung müssen Schmierstoffe minimieren. Trocken-Kupplungen verbieten im Automobilbau jedoch den Einsatz von Öl in diesem Bereich – die Kupplungsbeläge würden beim Gasgeben rutschen und keine Kraft übertragen. Um dem Motor das Hochdrehen zu erleichtern, behalf man sich bislang im Rennsport mit erleichterten Schwungscheiben und kleinen Kupplungen. Doch auf dem großen Starterzahnkranz sitzt Masse weiterhin unvorteilhaft weit vom Mittelpunkt entfernt.

Erst die Ingenieure von ZF Sachs Race Engineering scheinen mit ihrem Freilauf das Massenträgheitsmoment zumindest teilweise zu überwinden. Kein Wunder: Als Zulieferer des Formel 1-Teams von Ferrari dürfen sie sich keine Trägheit erlauben.

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