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„Die Zukunft liegt in hybriDen SyStemen“

Heinz Aitzetmüller� (geboren 1961) studierte Maschinenbau an der TU Graz von 1979 bis 1984. Seine berufliche Laufbahn begann er bei der Firma Steyr-Daimler-Puch AG als Berech-nungstechniker, weitere Stationen als Versuchstechniker und als Mit arbeiter in der strategischen Unternehmensplanung folgten. Von 1996 bis 2000 leitete er als Projektleiter die Entwicklung und Serieneinführung des stufenlosen Getriebes S-Matic. Nach

der Übernahme der Steyr Antriebstechnik durch ZF in 2000 wurde er zum Leiter des Bereichs Entwicklung Landmaschinen-getriebe bei ZF Steyr berufen. 2003 wechselte er als Geschäfts-führer zu Hofer Powertrain, wo er für den Bereich Offhighway verantwortlich zeichnete. Seit 2009 ist er Miteigentümer und Geschäftsführer der VDS Getriebe GmbH in Wolfern bei Steyr in Österreich.

Getriebe für mobile Arbeitsmaschinen werden fortlaufend weiterentwickelt. Hierdurch ergeben sich immer wieder neue Anwendungsmöglichkeiten. So kommen zum Beispiel seit 2010 stufenlose Getriebe mit hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigung auch in Baumaschinen zum Einsatz. Für Heinz Aitzetmüller, Geschäftsführer der VDS Getriebe GmbH, steht bei der Getriebeentwicklung die Betrachtung des Gesamtsystems im Vordergrund.

interview

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AtZoffhighway _ in tr�aktor�en sind stufenlose Getr�iebe mit hydr�ostatisch-mechanischer� Leistungsüber�tr�agung seit Jahr�en Standar�d, in Baumaschinen dagegen nicht. wor�an liegt das?AitZetmüLLer _ Auch in Traktoren hat es Jahre gedauert, bis sich stufenlose Getriebe vorerst in den Premiumsegmenten durch-gesetzt haben. Ich erinnere an Fendt, die im Jahr 1996 mit dem Vario 260 den Markt für Traktoren mit Stufenlosgetrieben auf-bereitet und einer technikinteressierten Käuferschicht die funktionellen Vorteile vor Augen geführt hatten. Nachdem im Jahr 2000 mit CNH und John Deere zwei Big Player auch CVT-Traktoren auf den Markt gebracht haben, war dies der Beweis für eine breite Käuferschicht, dass es in der professionellen Agrartechnik in Rich-tung stufenloser Getriebe geht. Außerdem konnte in Praxistests nachgewiesen wer-den, dass die Flächenleistungen bei Stufen-lostraktoren im Vergleich zu Traktoren mit Lastschaltgetrieben höher sind. Zugleich ist der Kraftstoffverbrauch bei CVT-Trak-toren tendenziell geringer als bei gestuften Getrieben. Über die funktionellen Vorteile der Stufenlosgetriebe gab es ohnehin kei-nen Zweifel, und die erreichten Zuverläs-sigkeiten der neuen Traktoren ließen auch keine Wünsche offen. Letztendlich haben sich Traktoren mit Stufenlos getrieben ihren Platz im Markt erobert, weil die Funk-tions- und Leistungsvorteile die höheren Anschaffungspreise gerechtfertigt haben. Bei Baumaschinen ist die Lage deutlich unterschiedlich zu Maschinen in der Landwirtschaft. Die Betriebskosten spie-len bei den Baumaschinen im Vergleich mit den Anschaffungskosten bei den meisten Betreibern eine unter geordnete Rolle. Anschaffungskosten, Robustheit und Zuverlässigkeit sind die primären Kaufkriterien; und diese Krite rien werden sehr gut durch Wandler getriebe oder hydro-statische Antriebe erfüllt. Hier nehmen die Kunden in Kauf, dass es zu Einschrän-kungen in der einen oder anderen Anwen-dung kommt.

rein hydr�ostatische Antr�iebssysteme oder� wandler�getr�iebe, wie sie Stand der� technik in Baumaschinen sind, bieten schlechte wir�kungsgr�ade entweder� bei hohen Fahr�-anteilen (hydr�ostatischer� Antr�ieb) oder� bei kur�zen Ladezyklen (wandler�getr�iebe). wer�den diese Getr�iebesysteme in absehbar�er� Zukunft dur�ch ander�e Getr�iebear�ten er�setzt?

Nach meiner Einschätzung ist es nur eine Frage der Zeit, bis Stufenlosgetriebe mit hydrostatisch-mechanischer oder mit elekt-risch-mechanischer Leistungsverzweigung den genannten Getrieben den Rang ablau-fen werden. Die Marktanforderungen an die Maschinen ändern sich immer mehr in Richtung Reduktion des Kraftstoffver-brauchs und der Geräuschemission sowie der Steigerung der Geschwindigkeit. Die

immer schärfer werdenden Vorschriften bezüglich Emissionen zwingen die Bau-maschinen-Hersteller zu umfangreichen und vor allem kosten intensiven Maßnah-men bei den Dieselmotoren. Ich sehe die Zukunft in stufenlosen Antriebssystemen in Kombination mit hydrostatischen oder elektrischen Speichern. Durch die Kombi-

nation dieser Systeme sollte ein Down-sizing des Verbrennungsmotors gelingen, ohne die Leistungsfähigkeit der Maschine einzuschränken.

Auf der� Bauma 2010 haben gleich dr�ei Baumaschinen-Her�steller� radlader� mit stufenlosen Getr�ieben und hydr�ostatisch-mechanischer� Leistungsver�zweigung vor�gestellt. Findet nun ein Umdenken zumindest im Pr�emiumsegment statt?Noch vor ein paar Jahren ist man mit dem Vorschlag, ein Stufenlosgetriebe für eine Baumaschine entwickeln zu wollen, milde belächelt worden. Das Beispiel der drei Hersteller zeigt ein gewisses Umdenken, auch wenn die gezeigten Ansätze vorerst nur für Maschinen in den oberen Leistungs-segmenten Verwendung finden werden. Die ersten Anwendungen in Premiumseg-menten erinnern an die Einführung der Stufenlostechnik bei Traktoren. Ich bin überzeugt, dass dies, genau wie vor mehr als 15 Jahren bei Traktoren, der Anfang einer kontinuierlichen Verbreitung in die-sem Markt ist.

Laut Heinz Aitzetmüller werden nirgends so viele Nebelkerzen gezündet wie bei den Angaben

von Wirkungsgraden

According to Heinz Aitzetmüller, nowhere else are there so many smokescreens produced

as in manufacturers’ data on efficiency

„Die Betriebskosten spielen

bei Baumaschinen

eine untergeordnete Rolle.“

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John Deer�e stellte auf der� Agr�itechnica 2011 mit dem Dir�ectDr�ive ein Doppelkupplungs-getr�iebe für� den einsatz in tr�aktor�en vor�. Sind Doppelkupplungsgetr�iebe jetzt nach ihr�em Siegeszug im Str�aßenver�kehr� bei Pkw auch bei Baumaschinen und Landmaschinen auf dem vor�mar�sch?Doppelkupplungsgetriebe sind neben den Stufenlosgetrieben prädestiniert für Trak-toren. Der wesentliche Vorteil dieser Getriebesysteme liegt in der hohen Anzahl lastschaltbarer Getriebestufen mit nur zwei Kupplungen. In punkto Wirkungs-grad sollten diese Getriebe deutliche Vor-teile gegenüber Teillast- oder Volllast-schaltgetrieben bieten. Trotzdem sind es gestufte Getriebe, die gewisse Motorcha-rakteristiken und immer Drehmomentre-serven des Dieselmotors erfordern. Bei Stufenlosgetrieben kann der Dieselmotor weit näher an den optimalen Betriebs-punkt gefahren werden. Vor allem für den Betrieb mit Anbaugeräten, die eine exakte Eingangsdrehzahl bei variabler Geschwin-digkeit erfordern, stellen Lastschalt- bezie-hungsweise Doppelkupplungsgetriebe einen Kompromiss dar. Doppelkupplungs-getriebe werden dabei primär bei Trakto-ren, also im landwirtschaftlichen Bereich, ihre Marktanteile gewinnen; allerdings erwarte ich, dass diese Getriebe nicht im Premiumsegment, sondern als Ersatz für Lastschaltgetriebe in den unteren bis mitt-leren Leistungsbereichen zum Einsatz kommen werden. In Baumaschinen sehe

ich in nächster Zukunft keine größeren Bestrebungen, Doppelkupplungsgetriebe zu forcieren.

Das Dir�ectDr�ive bietet nach Angaben von John Deer�e einen um etwa vier� Pr�ozent höher�en wir�kungsgr�ad gegenüber� einem stufenlosen Getr�iebe (ivt). wo liegt der� vor�teil der� stufenlosen Getr�iebe?Es werden nirgends so viele Nebelkerzen gezündet wie bei den Angaben bezüglich Wirkungsgraden. Es ist aber durchaus plausibel, dass Doppelkupplungsgetriebe höhere Wirkungsgrade als Stufenlosge-triebe aufweisen. Immerhin ist kein Varia-torsystem vorhanden, welches gewisse Verluste in Abhängigkeit von der übertra-genen Leistung mit sich bringt. Der wahre Vorteil bei Stufenlosgetrieben liegt in den Möglichkeiten, das Gesamtsystem so weit abzustimmen, dass vorhandene Wir-kungsgradnachteile in gewissen Überset-zungsbereichen durch eine intelligente Regelungsstrategie kompensiert werden. Gestufte Getriebe bieten hier einge-schränkte Möglichkeiten. Doppelkupp-lungsgetriebe werden daher nicht Stufen-losgetriebe ersetzen, sondern eher Last-

schaltgetriebe. Es bleibt aber abzuwarten, zu welchen Preisen die Maschinen ange-boten werden. Der Getriebeaufbau sollte ermöglichen, dass die Herstellkosten auf dem Niveau von Lastschaltgetrieben lie-gen werden.

Das Umschlingungs-Cvt à la multitr�onic von Audi oder� Autr�onic von mer�cedes konnte im Pkw, zumindest in eur�opa (in Japan ist es sehr� er�folgr�eich), nie r�ichtig Fuß fassen. welche Anteile hat es bei tr�aktor�en, welchen tr�end nimmt es?Auf reibschlüssigen Variatorsystemen auf-bauende Stufenlosgetriebe sind bei Trak-toren nur in den unteren Leistungsseg-menten in Verwendung. Traktoren sind Geräte im harten Einsatz, die Schläge und rasch wechselnde Betriebsbedingungen über große Laufzeiten ertragen müssen. Reibschlüssige Variatorsysteme bieten zu geringe Reserven, worin die schleppende Serienumsetzung erklärbar ist. Ein weite-res Thema ist die Erfordernis von speziel-len Ölen. Dies in einem weltweiten Kun-dendienst- und Servicenetz umzusetzen, stellt eine gewisse Herausforderung dar.

was sind ihr�er� meinung nach in Zukunft die gr�ößten Her�ausfor�der�ungen in der� Getr�iebeentwicklung für� Baumaschinen und tr�aktor�en?Die größte Herausforderung liegt in der Optimierung des jeweiligen Gesamtsys-tems hinsichtlich Herstellkosten, Betriebs-kosten beziehungsweise Energieverbrauch und Ressourcenschonung. Es reicht nicht mehr aus, nur ein Teilsystem zu optimie-ren, sondern alle beteiligten Systeme müs-sen aufeinander abgestimmt sein und über eine ausgeklügelte elektronische Steuerung miteinander kommunizieren. Der Verwendung von Speichersystemen wird eine besondere Bedeutung zukom-men. Aus meiner Sicht liegt die Zukunft auch bei Baumaschinen und Traktoren in hybriden Systemen, also in der Kombina-tion von mechanischen Getrieben mit elektrischen Antriebs- und Variatorsyste-men. Darauf müssen wir uns einstellen und vorbereiten.

Sehr� geehr�ter� Her�r� Aitzetmüller�, ich bedanke mich für� das inter�essante Gespr�äch.

interview: Andreas Fuchs

FotoS: Matthias Haslauer

Heinz Aitzetmüller ist überzeugt, dass Stufenlos-

getriebe rein hydrostatische Antriebssysteme oder

Wandlergetriebe auf Dauer ersetzen werden

Heinz Aitzetmüller is convinced that CVTs will

replace purely hydrostatic drive systems or torque

converter transmissions in the long term

„Doppelkupplungsgetriebe

werden bei Traktoren

Marktanteile gewinnen.“

interview

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“the future lieS in hybriD SyStemS”

Heinz Aitzetmüller� (born in 1961) studied mechanical engineering at the TU Graz from 1979 to 1984. He began his career as a calculation technician at the company Steyr-Daimler-Puch AG, followed by further posts as an experimental technician and in strategic corporate planning. From 1996 to 2000, he was the project leader in charge of the development and series produc-tion launch of the S-Matic stepless transmission. Following the

acquisition of Steyr Antriebstechnik by ZF in 2000, he was appointed Head of Development Agricultural Machinery Transmissions at ZF Steyr. In 2003, he became Managing Director of Hofer Powertrain, where he assumed responsibility for the Offhighway division. Since 2009, he has been the co-owner and general manager of VDS Getriebe GmbH in Wolfern close to Steyr in Austria.

Transmissions for mobile machines are undergoing continuous further development. This frequently results in new application possibilities. For example, continuously variable trans-missions (CVT) with hydrostatic-mechanical power split have also been used in construction machinery since 2010. For Heinz Aitzetmüller, General Manager of VDS Getriebe GmbH, transmission development means focusing in the system as a whole.

AtZoffhighway _ Stepless tr�ansmissions with hydr�ostatic-mechanical power� split have been the standar�d in tr�actor�s for� many year�s now, but not in constr�uction machines. why is that? AitZetmüLLer _ Even for tractors, it took several years for stepless transmissions to become established in the premium seg-ments. I can remember Fendt preparing the market for CVT tractors with its Vario 260 system in 1996 and demonstrating the functional benefits of such systems to those buyers interested in advanced tech-nology. When two “big players” – CNH and John Deere – also launched CVT trac-tors in 2000, this was clear evidence for a broad group of buyers that professional agricultural engineering was moving in the direction of stepless transmissions. What is more, practical trials proved that the acreage performance of CVT tractors was higher than that of tractors with a powershift transmission. At the same time, the fuel consumption of CVT trac-tors tends to be lower than that of stepped transmissions. In any case, there were no doubts about the functional advantages of stepless transmissions, and the reliability of the new tractors left nothing to be desired either. In the end, CVT tractors conquered their share of the market because their functional and performance benefits justified their higher purchasing price. The situation for construction machinery is quite different from that of agricultural machines. For most users, the running costs of agricultural machines

play a subordinate role compared to their procurement costs. Procurement costs, robustness and reliability are the primary purchasing criteria, and these criteria are met very well by torque converter or hydrostatic transmissions. In this case, the customers accept the fact that there may be limitations in one application or another.

“Running costs play a subordinate

role for construction machines.”

Fully hydr�ostatic or� tor�que conver�ter� tr�ans-missions, which ar�e state of the ar�t in con-str�uction machines, have low efficiencies, either� in the case of a high pr�opor�tion of dr�iv-ing mode oper�ation (hydr�ostatic tr�ansmis-sions) or� shor�t loading cycles (tor�que con-ver�ter� tr�ansmission). will these tr�ansmission systems be r�eplaced by differ�ent types of tr�ansmissions in the for�eseeable futur�e? I believe that it is only a matter of time before stepless transmissions with a hydrostatic-mechanical or electro-mecha-nical power split take the place of the transmissions mentioned. The market requirements for these machines are con-stantly changing towards a reduction in fuel consumption and noise emissions and an increase in speed. Increasingly strict emissions legislation is forcing construction machine manufacturers to apply wide-ranging and above all cost-intensive measures to their diesel engines. I believe that the future lies in CVTs com-

bined with hydrostatic or electric storage systems. A combination of these systems will make it possible to downsize the internal combustion engine without limi-ting the machine’s performance.

At Bauma 2010, no less than thr�ee constr�uc-tion machine manufactur�er�s pr�esented wheel loader�s with a hydr�ostatic-mechanical power� split Cvt. Do you believe that a pr�ocess of r�ethinking is taking place, at least in the pr�e-mium segment?Just a few years ago, the idea of develo-ping a CVT for a construction machine would have been mildly ridiculed. The example of the three manufacturers shows that a certain rethinking process is taking place, even if the approaches they presen-ted will initially be used only in the hig-her power segments. The first applications in the premium segment are reminiscent of the introduction of CVT technology in tractors. I am convinced that this marks the beginning of a continuous increase in their market share, as was the case with tractors more than 15 years ago.

At Agr�itechnica 2011, John Deer�e pr�esented its Dir�ectDr�ive system, a dual-clutch tr�ans-mission for� use in tr�actor�s. After� their� highly successful intr�oduction into car�s, ar�e dual-clutch tr�ansmissions now also making their� way into constr�uction and agr�icultur�al machines? Besides CVTs, dual-clutch transmissions are predestined for use in tractors. The key benefit of these transmission systems

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interview

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is the high number of gears that can be shifted under load with only two clutches. In terms of efficiency, these transmissions should offer significant advantages over powershift transmissions. Nevertheless, they are stepped transmissions that demand certain engine characteristics and always require reserves of torque from the diesel engine. In stepless transmissions on the other hand, the diesel engine can be driven much more closely to its optimum operating point. Particularly for imple-ments that require a precise input speed with a variable driving speed, powershift and dual-clutch transmissions are a com-promise. Dual-clutch transmissions will gain market shares primarily in tractors, in other words, in the agricultural sector. However, I do not expect these transmissi-ons to be used in the premium segment but rather as a replacement for powershift transmissions in the lower to medium power ranges. As far as construction machines are concerned, I do not foresee any major efforts to promote the use of dual-clutch transmissions in the near future.

Accor�ding to John Deer�e, Dir�ectDr�ive impr�oves efficiency by about four� per�cent compar�ed to an infinitely var�iable tr�ansmis-sion (ivt). what is the advantage of the Cvt? Nowhere else are there so many smoke-screens produced as in manufacturers’ data on efficiency. It is certainly plausible that dual-clutch transmissions have hig-her efficiencies than CVTs. After all, there is no variator system that causes certain losses depending on the power being transmitted. The real advantage of CVTs is the ability to tune the overall system to such an extent that existing efficiency dis-advantages in certain gear ratio ranges can be compensated for by an intelligent control strategy. Stepped transmissions have only limited possibilities in this respect. Dual-clutch transmissions will therefore not replace CVTs but powershift transmissions. But we need to wait and see at which prices the machines will be offered. The transmission design should enable production costs to be at the level of powershift transmissions.

Continuously var�iable tr�ansmissions such as Audi’s multitr�onic or� mer�cedes-Benz’s Autr�onic have never� r�eally made a br�eak-

thr�ough in passenger� car�s, at least in eur�ope (in Japan they ar�e ver�y successful). what mar�ket shar�es do they have in tr�actor�s, and what is the cur�r�ent tr�end?Stepless transmissions based on friction-locked variator systems are used only in the lower power segments in tractors. Tractors are heavy-duty machines that have to withstand impacts and quickly changing operating conditions over a long service life. Friction-locked variator systems do not offer sufficient reserves, which explains their slow introduction into series application. A further issue is that they require special oils. Imple-menting this in a worldwide after sales and customer service network is a certain challenge.

“Dual-clutch transmissions

in tractors will increase their

market share.”

what do you see as the gr�eatest challenges in tr�ansmission development for� constr�uction machines and tr�actor�s in the futur�e? The greatest challenge is in optimising the respective overall system with regard to production costs and running costs, inclu-ding energy consumption and an ecologi-cal use of resources. It is no longer suffi-cient only to optimise part of a system. Instead, all systems involved must be coordinated and be able to communicate with each another through a sophisticated electronic control system. The use of sto-rage systems will also be particularly important. I believe that the future for construction machines and tractors lies in hybrid systems, in other words in the combination of mechanical transmissions with electric drive and variator systems. We must ensure that we are well prepared for this development.

Heinz Aitzetmüller�, thank you ver�y much for� this inter�esting inter�view.

interview: Andreas Fuchs

PHotoS: Matthias Haslauer

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