Schaeffler Group USA Inc. · USA
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Der Generatorfreilauf gehört zu den „heimlichen Helden“. Das unscheinbare Bauteil reduziert Schwingungen und verbessert die Energieeffizienz moderner Motoren.
Aktuell umfasst das Schaeffler-Lieferprogramm mehr als 400 verschiedene Freilaufriemenscheiben. Und in 15 Jahren wurden mehr als 140 Millionen Stück gefertigt.
Ein aus Flugzeug-Aluminium gefertigter Generatorfreilauf kommt auch im Schaeffler-DTM-Audi zum Einsatz.
Generatorfreilauf
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SCHAEFFLER GMBH, HERZOGENAURACH
Unscheinbarer Problemlöser und Effizienzsteigerer
Der Generatorfreilauf gehört zu den heimlichen Helden im Umfeld moderner Motoren. Beim Generatorfreilauf handelt es sich um das funktionale Innenleben der auf der „Lichtmaschine“, dem Generator, thronenden Riemenscheibe. Die Freilaufriemenscheibe entkoppelt den Stromgenerator von den Drehungleichförmigkeiten der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors. Damit verrichtet er eine nicht zu unterschätzende Aufgabe, schließlich treten bei modernen Verbrennungsmotoren deutlich höhere Drehungleichförmigkeiten auf, als die Nadel des Drehzahlmessers dem Fahrzeuglenker vermittelt.
Beim Generator handelt es sich um das Bauteil mit dem größten Massenträgheitsmoment bei gleichzeitig höchster Drehzahl im Aggregatetrieb. Das bedeutet, dass sich hier die aus der Drehungleichförmigkeit resultierenden Kräfte für das Beschleunigen und Abbremsen der „Lichtmaschine“ am stärksten auf den die Kräfte übertragenden Riemen auswirken. Der Freilauf sorgt dafür, dass in vielen Betriebspunkten ausschließlich die Beschleunigungsanteile der von der Kurbelwelle in den Riementrieb geleiteten Kräfte genutzt werden. Die Vorteile der Generatorriemenscheibe mit Freilauf – der im Fachjargon als OAP (overrunning alternator pulley) bezeichnet wird – liegen auf der Hand. Die Reduzierung des Kraftniveaus im Riementrieb verlängert die Lebensdauer der einzelnen Komponenten, sorgt für eine gleichzeitige Erhöhung der Generatordrehzahl und eine Reduzierung der Geräuschentwicklung. Neben dem gestiegenen Laufkomfort leistet der Generatorfreilauf damit auch einen Beitrag zur Reduzierung des Kraftstoffkonsums und damit der CO2-Emissionen.
Bei dem Schaeffler Konzeptfahrzeug CO2ncept-10% wurde beispielsweise eine Verbrauchsreduzierung von fast einem Prozent gemessen. Vor allem im Stadtverkehr – mit seinen hohen Leerlaufanteilen und zahlreichen Beschleunigungssituationen – wird der Riementrieb mit Generatorfreilauf deutlich geringer strapaziert als das Pendant ohne Freilauf. Der Einsatz ermöglicht darüber hinaus, weitere Komponenten im Gesamtsystem Riementrieb kostengünstiger zu gestalten.
Dieser eindrucksvolle Effizienzbeitrag ist auch die Erklärung dafür, dass der Generatorfreilauf seinen Siegeszug sowohl bei Diesel- als auch bei Otto-Motoren angetreten hat. Das mittlerweile seit 15 Jahren etablierte Bauteil galt anfangs noch als ein Schlüsselelement, um die Drehungleichförmigkeiten der neuen Generation drehmomentstarker Diesel-Direkteinspritzer aus dem Riementrieb zu eliminieren.
Inzwischen spielt der Generatorfreilauf auch eine Rolle im umfangreichen Maßnahmenkatalog für die Optimierung des Kraftstoffverbrauchs von Verbrennungsmotoren.
Mit Blick auf den Einsatz bei Otto- und Diesel-Motoren, im Pkw, Nutzfahrzeug und Motorrad sowie verschiedener Kundenanforderungen, ist ein umfangreicher Baukasten entstanden, der eine Vielzahl verschiedener, jeweils maßgeschneiderter Bauteile bietet. Dazu gehört auch ein partiell nach Luftfahrt-Spezifikation gefertigter OAP, wie er unter anderem im Schaeffler-Audi A4 DTM zum Einsatz kommt.
Aktuell umfasst der Katalog mehr als 400 verschiedene Riemenscheiben mit Generatorfreilauf. In den zurückliegenden 15 Jahren sind auf diese Weise bei Schaeffler über 140 Millionen Stück dieses heimlichen Helden von den Bändern gelaufen – und ein Ende der Erfolgsgeschichte ist bei weitem nicht abzusehen.
