Möglichst kompakte elektrische Antriebe sind für ein breites Anwendungsspektrum gefragt. Neben dem Einsatz als Positionierantrieb in der Medizintechnik oder in der Robotik werden derartige Antriebe zunehmend auch in Verkehrsmitteln wie Elektrofahrrädern [Bos22] oder Elektrorollern eingesetzt.

Um derartige Anwendungen ressourceneffizient zu gestalten, ist der Materialbedarf möglichst niedrig zu halten. Daher sind Leichtbaukonzepte zwingend notwendig. Durch die Kopplung von E-Motor und Getriebe entsteht ein hohes Potential für Gewichts- und Kosteneinsparung, da dadurch in der Regel ein deutlich kleinerer Motor verbaut werden kann als bei einem direktantreibenden E-Motor. Schraubrad-, Schnecken- und Kegelradgetriebe bieten aufgrund ihrer hohen in einer Stufe möglichen Übersetzung viele Vorteile für derartige Anwendungen. Schraubrad- und Kegelradgetriebe bieten darüber hinaus einen frei wählbaren Achskreuzungswinkel. Mit diesen Eigenschaften lassen sich bauraumsparende und ressourceneffiziente Antriebe entwickeln. Darüber hinaus können Verzahnungen aus Kunststoff bei geeigneten Werkstoffen und Betriebsbedingungen im Trockenlauf betrieben werden und bieten ein großes Potential für eine Gewichts- und Ressourcenersparnis, eine schwingungs- und geräuscharme Antriebsakustik sowie eine kostengünstige Fertigung.

Zum momentanen Zeitpunkt sind Kunststoffgetriebe mit sich kreuzenden Achsen wissenschaftlich nur wenig umfangreich untersucht [Bar00, Pec11, Was05] und es gibt nur vereinzelte, teils eingeschränkte Ansätze zur Tragfähigkeitsberechnung und Erprobung [VDI14]. Gleichzeitig erlauben Kunststoffverzahnungen eine sehr freie Geometriegestaltung woraus sich ein hohes Optimierungspotential für den Wirkungsgrad und die Tragfähigkeit und damit für die Leistungsdichte ergibt. Zudem bietet die Auswahl und Entwicklung geeigneter Werk- und Schmierstoffe weitere Möglichkeiten, die Eigenschaften der Getriebe zu verbessern. Für Kunststoffgetriebe, die oftmals in sehr großen Stückzahlen produziert werden, besteht somit ein großes Potential, Gewicht und Wirkungsgrad zu optimieren. Die Grundlage für derartige Optimierungen ist eine Methode zur reproduzierbaren und vergleichbaren Erprobung und Auslegung, die in dieser Form jedoch noch nicht zur Verfügung steht. Für Kunststoffgetriebe mit sich kreuzenden Achsen soll im Rahmen dieses Vorhabens ein flexibles Prüfstandskonzept erarbeitet und umgesetzt werden, mit dem unterschiedliche Verzahnungsarten und Baugrößen untersucht werden können. Auf der Grundlage dieser Prüfeinrichtung soll eine Methode zum standardisierten Testen von Kunststoffgetrieben mit sich kreuzenden Achsen erarbeitet werden.