Die Getriebekonstruktion ist für eine Nennleistung von 17 KW und eine Grenzleistung von 30 KW ausgelegt. Der reine Elektroantrieb ist mit einer Nennleistung von 8 KW vorgesehen. Die thermischen Faktoren dieser Leistungen bedürfen noch der Überprüfung wegen der kleinen Abmessungen von einem Durchmesser von 110mm und einer Länge von 155mm. Die Übersetzungen reichen stufenlos von I=unendlich bis I=2,9.
Die Konstruktion ist in ihren geometrischen Details optimiert und ausgereizt und in diesen Faktoren kaum verbesserungsfähig. Die Preßkräfte werden lastproportional gesteuert zwecks Optimierung von Temperaturverhalten, Lebensdauer und Wirkungsgrad. Die wichtigsten Abmessungen sind fertigungsgerecht dimensioniert. Das Gehäuse und die Wellenstummel sind aber zunächst prototypenmäßig geplant und dimensioniert.
Das maximal abgegebene Drehmoment von 65 Nm unterliegt einer automatischen Begrenzung, die sicher verhindert, daß das Getriebe überlastet wird oder durchrutscht. Dazu wird eine Vakuumfeder mittels Rollmembrane (Freudenberg), oder ein Linearfedergetriebe eingesetzt. Bei Überschreiten der zulässigen Umfangskraft, die der konstanten Membrankraft entspricht, wird die Getriebeübersetzung automatisch solange verändert, bis die Grenze wieder unterschritten ist, wenn es sein muß bis zum Stillstand d.h Leerlauf. Diese Eigenschaft wird dazu benützt, alle Beschleunigungen und Bremsvorgänge zu normieren und auf dieses Drehmoment festzulegen, damit gewinnt man eine einfache automatische Regelgröße, die alle weiteren automatischen Leistungsanpassungen sehr vereinfacht.
Die max. Drehzahl für den Eingang wurde zunächst mit 13000 U/min angenommen. Von der dynamischen Grundstruktur her ist dieses Getriebe besonders für hohe Eingangsdrehzahlen geeignet.
Alle Regeleigenschaften sind spiegelgleich für beide Drehrichtungen eingerichtet, weil der Unterschied zwischen Beschleunigung und Verzögerung nur in der Richtungsumkehr der Drehmomente liegt. Damit lassen sich alle Regeleigenschaften sowohl für "Gasgeben" und "Bremsen" gleichermaßen einsetzen. Beim "Gasgeben" wird Energiezufuhr automatisch optimiert abgerufen, beim "Bremsen" wird die Restenergie wiedergewonnen und den Accumulatoren zugeführt (Rekuperation). Dabei ist sichergestellt, daß Bremskraft nur entstehen kann, wenn der E-Motor, der hierbei als stufenlos geregelter Generator läuft, genau den Ladestrom erzeugt, der dem maximalen Drehmoment äquivalent ist. Selbstverständlich ist für den oberen Bremsleistungsbereich eine normale Bremsanlage vorgesehen, die sich oberhalb des Grenzmomentes automatisch zuschaltet, aber nur den Überschuß an der nötigen Bremsleistung aufnimmt.
Die Regelfunktionen sind für eine Fahrzeugregelung entworfen, die folgendermaßen vor sich geht.
Es gibt zwei Pedale, das Fahrpedal ist nur für die Beschleunigung zuständig, während das Bremspedal der Verzögerung dient. Wie immer schon gewohnt ist die Pedalkraft beim Bremsen der Bremskraft bzw. Verzögerung äquivalent, neu hingegen ist, daß die Pedalkraft am Fahrpedal genauso der Beschleunigungskraft entspricht. Beim Halt steht das Getriebe immer im selbstsperrenden Leerlauf und das Fahrzeug ist damit abrollgesichert, eine Haltebremse kann entfallen. Beim Anfahren wird das Fahrpedal berührt, wobei sich der E-Motor einschaltet und im Leerlauf leistungslos hochlaufen kann. Je nach dem wie weit das Fahrpedal getreten wird stellt sich eine Fahrgeschwindigkeit ein, zu deren Erreichung eine Beschleunigung nötig ist, die an das Fahrpedal rückgemeldet als Gegenkraft wirksam wird. Nach Erreichen der gewünschten Fahrgeschwindigkeit wird das Fahrpedal losgelassen und erst wieder bedient, wenn eine weitere Beschleunigung gewünscht wird. Die so erreichte Fahrgeschwindigkeit wird mittels Computer zu den ökonomisch bestmöglichen Bedingungen aufrecht erhalten, der Fahrer hat daran solange keinen Anteil, bis er mittels Schaltbefehles die maximale Antriebsleistung abruft.
Das vorliegende Getriebe hat auf der Eingangsseite einen drehbaren zylindrischen Ansatz, bei dessen Drehung die Übersetzung geändert wird. Dies dient der Regelung der Fahrgeschwindigkeit, gleichzeitig liegt dort aber auch das Antriebsdrehmoment an. Theoretisch könnte man dort gleich das Fahrpedal befestigen mit den oben beschriebenen Eigenschaften. Genauso könnte dort auch das Bremspedal montiert sein mit ebensolchen Funktionen. Bei einer max. Pedalkraft von 50 Kg wäre der Bremshebel 26 cm lang und der max. Pedalweg 15 cm. Dieser Weg wird wirksam während der gesamten Übersetzungsänderung. Das Pedal spricht zwar sogleich mit Gegenkraft an, gibt aber dann nach, weil sich die damit verbundene Übersetzungsteuerung ändert. Die Bremskraft bleibt zwar unverändert, trotzdem wäre dieser Vorgang gewöhnungsbedürftig und existiert auch nur, solange man unbesehen die Pedale direkt am Getriebe montieren würde. Man kann dagegen Abhilfe schaffen. Zur Beschreibung, wie einfach diese Regelungen wirken, dient dieses Beispiel aber ausreichend.
Mariasdorf, 10.9.2002 Ho
letzte Änderung 24.11.2014