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Weniger Verschleiß US-Forscher entwickeln zahnloses Getriebe

Quelle: Pressemitteilung 1 min Lesedauer

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Forscher der New York University haben ein zahnloses Getriebe entwickelt. Hierbei lassen die Antriebskräfte eine Walze rotieren, die eine zähe Flüssigkeit in Bewegung versetzt.

Luftbläschen machen die Strömungen im Getriebe sichtbar: Die linke Walze wird aktiv durch einen Motor (nicht abgebildet) angetrieben, während sich die rechte Walze passiv durch die Strömungen dreht.(Bild: NYU (Applied Mathematics Laboratory))
Luftbläschen machen die Strömungen im Getriebe sichtbar: Die linke Walze wird aktiv durch einen Motor (nicht abgebildet) angetrieben, während sich die rechte Walze passiv durch die Strömungen dreht.
(Bild: NYU (Applied Mathematics Laboratory))

In der Regel greifen in Getrieben die Zähne von Zahnrädern ineinander, um Rotationsgeschwindigkeiten zu verändern oder schwere Lasten mit geringen Kräften zu bewegen. Doch diese Zähne verschleißen mit der Zeit oder brechen ab, was die Lebensdauer von Getriebe einschränkt. In der Version von Jun Zhang von der New York University werden die Kräfte von einer rotierenden Masse auf die andere durch eine Flüssigkeit übertragen. Das mindert den Verschleiß.

Bisherige zahnlose (hydrostatische) Getriebe basieren auf einem zweistufigen Prozess: Die Antriebskraft wird in einer hydraulischen Flüssigkeit in Form von Druck gespeichert. Diese Flüssigkeit treibt ein Schaufelrad an, das beispielsweise mit den Rädern einer Lokomotive gekoppelt ist. Deren Rotationsgeschwindigkeit wird über ein Ventil geregelt, das mehr oder weniger Flüssigkeit auf das Schaufelrad lenkt.

Mit Flüssigkeitsströmen Walzen rotieren lassen

Zhangs Lösung ist einfacher. Die Antriebskraft lässt eine Walze rotieren. Diese versetzt eine zähe Flüssigkeit in Bewegung, die sich durch Reinung auf eine zweite Walze überträgt. Die Getriebewirkung entsteht durch Steuerung der Strömung, die die Antriebswalze erzeugt. Zhang und seine Kollegen Leif Ristroph und Jesse Etan Smith experimentierten mit einer Wasser-Glycerin-Mischung, deren Viskosität sie veränderte.

Die Hypothese der Experten: Die angetriebene Walze erzeugt Flüssigkeitsströme, die die passive Walze ebenfalls rotieren lässt. Um die Wirkung zu beobachten, haben die Fachleute der Mischung winzige Bläschen hinzugefügt. So machten sie die Strömungen und deren Auswirkungen auf die zweite Walze sichtbar. Je nach Abstand drehte sich die passive Walze schneller oder langsamer und es ließ sich sogar die Drehrichtung umkehren. Damit werden alle Funktionen abgedeckt, die auch ein mechanisches Getriebe hat, heißt es abschließend.

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