Der gefährliche und unsichere Transportweg des Rohöls sowie der schlechte Wirkungsgrad von hydrostatischen Antrieben in Kombination mit Schaltgetrieben veranlassen die Entwicklung und Untersuchung von elektrischen Antrieben in mobilen Arbeitsmaschinen der Landwirtschaft. Da der Ersatz des Dieselmotors durch eine Brennstoffzelle derzeit aus Kostengründen nicht vollzogen werden kann und nicht alle mechanischen Antriebe in einem Mähdrescher ausgetauscht werden sollen, muss der bisherige Antrieb mit einer Energiequelle (Dieselmotor) durch einen Hybridantrieb ersetzt werden. Ein Hybridantrieb ist eine Kombination von zwei unterschiedlichen Antriebssystemen , d.h. mindestens zwei Energiewandler und zwei Energiespeicher sind in der Kombination enthalten. Der Hybridantrieb ist keine neue Erfindung. Er ist seit Beginn der Fahrzeugentwicklung bekannt. Die schnelle Entwicklung der Verbrennungsmotoren, der billige Rohölpreis und das Fehlen von leistungsstarken Elektromotoren sind die Gründe, warum der Hybridantrieb nicht weiter entwickelt wurde und der Elektroantrieb an Bedeutung verlor. In einem Elektrofahrzeug ist ein Hybridantrieb in Betracht zu ziehen, da so eine hohe Reichweite, ein schnelles Nachtanken und eine Rückgewinnung der Bremsenergie (Rekupertion) möglich ist. Bei einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor ist ein Hybridantrieb sinnvoll, da ein emissionsfreies Fahren durch den Elektromotor und ein vom Fahrleistungsbedarf losgelöster Betrieb des Verbrennungsmotors realisiert wird. Der Schwachpunkt eines Hybridantriebs ist das hohe Gewicht der benötigten Batterie. Durch die passende Kombination und einem entsprechenden Größenverhältnis von einem kraftstoffbetriebenen Motor und einem Elektromotor muss erreicht werden, dass von jeder Antriebsart die Vorteile genutzt und die Schwachstellen vermieden werden. Die einzelnen Arten des Hybridantriebs lassen sich nach dem Aufbau des Hybridantriebs und nach dem Anteil der elektrischen Energie am Gesamtsystem unterscheiden
Die Unterscheidung nach dem Anteil der elektrischen Leistung beginnt mit dem Typ des "Starter/Generator Hybrids" mit geringer elektrischer Leistung und Speicherkapazität. Der als "Range Extender" bezeichnete Hybrid hat einen großen elektrischen Anteil. Ist keine Batterie im Fahrzeug vorhanden, so handelt es sich um eine Anordnung mit elektrischen IVT (infinite variable transmission).
Die Unterscheidung nach dem Aufbau unterteilt sich in einen parallelen, einen leistungsverzeigten, einen kombinierten und einen seriellen Typen. Bei einem parallelen Hybridantrieb besteht eine mechanische Verbindung zwischen Verbrennungsmotor und Schaltgetriebe. Bei den leistungsverzweigten und kombinierten Typen ermöglichen Kupplungen, Planetengetriebe und Freiläufe einen teilweisen bzw. bei Bedarf möglichen direkten mechanischen Antrieb der Räder durch den Verbrennungsmotor. Die serielle weist keinen mechanischen Antriebsstrang vorn der Brennkraftmaschine zu den Rädern auf.
Das Ziel soll die Aufstellung von Patenten im Bereich der Hybridantriebe sein. Ein Patent kann ein ganzes Verfahren, ein Teil von einem Verfahren sowie die Anwendung dieser Teil- bzw. Gesamtverfahren schützen. Es ist zu überprüfen, ob die nach den verschiedenen Hybridarten sortierten Patente einen Einfluss auf den Bau eines Hybridmähdreschers haben und welche Verfahren und Aufbauanordnungen von Hybridantrieben geschützt sind.
Zum Auffinden der Patente wurde eine Internetrecherche unter der Adresse: "www.depatisnet.de" angefertigt. Es wurde mit den Titeln "Hybridantrieb" und "elektrischer Fahrantrieb" sowie mit "hybrid propulsion system" und "electrical driving power" gesucht. Eine Suche in den IPC-Klassen A01D 34/00, 37/00 und 41/00 bis 43/00 wurde durchgeführt. Ebenso waren die IPC-Klassen A01F 7/02, 7/04 und 7/06 zu überprüfen. Des weiteren wurden die Firmen Daimler-Chrysler AG, MAN Nutzfahrzeuge, Toyota, Fiat, Honda, BMW Group, Schmetz GmbH und die Volkswagen AG, die alle Hybridfahrzeuge herstellen, direkt nach angemeldeten und veröffentlichten Patenten gefragt.
Neun Patente waren der Erfolg der Suche mit dem Begriff "elektrischer Fahrantrieb". Die meisten Patente, 69 Stück, sind das Ergebnis der Recherche mit dem Titel "Hybridantrieb". Teilweise sind Patente unter beiden Begriffen registriert. Sie werden aber nur einmal gelistet. In den IPC-Klassen sind zwei weitere Patente gefunden worden. Die Finnen verweigerten die Auskunft.
Die gefundenen Patente wurden in die Hybridarten aufgeteilt. Der seriellen Art sind neun, der kombinierten Art vier, der leistungsverzweigten Art 10 und der parallelen Art 52 Patente zugeordnet worden. Bei der Auflistung der Patente in der jeweiligen Hybridart Zusammenfassung 62 wurde von allen Patenten der Inhaber, Titel, das Veröffentlichungsdatum und die IPC-Klasse dargelegt sowie einige, vielleicht für den Bau wichtige Patente vorgestellt. Konnte ein Patent keiner Einordnungsstufe zugeteilt werden und war es aber trotzdem wichtig, so wurde es unter dem Punkt "wichtige Patente für den Bau des Hybridantriebs" abgelegt und vorgestellt. Ein Patent beinhaltet z.B. den Hybridantrieb eines Rasenmähers, bei dem durch eine Leistungselektronik jedes einzelne Rad, das mit einem Motor versehen ist, angesteuert werden.
Die Diskussion befasst sich mit der Wichtigkeit und dem Einfluss jeder einzelnen Hybridart sowie der wichtigen Patente auf den Bau des Hybridmähdreschers. Dabei wird gezeigt, dass der parallele, der leistungsverzweigte und der kombinierte Hybridantrieb nur bedingt geeignet sind für den Einbau in den Hybridmähdrescher, wenn die derzeitige Bauform beibehalten werden soll. Grund ist die räumliche Trennung zwischen Verbrennungsmotor und dem Fahrantrieb. Soll eine der drei Hybridarten eingebaut werden, so muss ein mechanischer Antriebsstrang, der immer durchgehend vom Verbrennungsmotor zu den Antriebsrädern ist, realisiert werden. Hierbei entstehen erhebliche Raum- und Anordnungsprobleme, da der Platz sehr beschränkt und vorwiegend von der Windturbine sowie von der Dreschtrommel eingenommen wird. Wenn der mechanische Antriebsstrang trotz der räumlichen Trennung eingebaut und die bisherige Bauform beibehalten werden soll, dann verläuft ein weiterer Antriebsstrang auf einer Seite des Mähdreschers von unten nach oben, welcher die Zugangsmöglichkeit zu den einzelnen Bauteilen behindert. Als besonders geeignet gilt der serielle Hybridantrieb, da hier kein Antriebsstrang vorhanden ist und die räumliche Trennung zwischen Energielieferung und Energieverbrauch beibehalten wird. Die Bauform kann bestehen bleiben. Des Weiteren wurden noch andere Vorteile, wie der einfache Einbau des Allradantriebs mit Hilfe von Radnabenmotoren an den Hinterrädern, aufgezeigt, wenn der serielle Hybridantrieb verwendet wird. Der serielle Typ ist zwar gut im Mähdrescher zu integrieren, da auf der Strohhaube und unter dem Siebkasten Platz für eine Batterie vorhanden ist, dennoch muss bei der Verwendung dieser Art besonders auf diese Patente geachtet werden. Genauso viel Beachtung verlangen die Patente der Einordnungsstufe "Patente für den Bau des Mähdreschers", da durch diese wichtige Steuerungsverfahren, Anordnungen und der Aufbau vieler Komponenten geschützt wird.
Aus Kostengründen wurde auf eine Auftragsrecherche, deren Ausführung einem Beamten des Deutschen Patent- und Markenamtes unterliegt, verzichtet. Als einzige Vergleichsmöglichkeit ist zur Zeit der Versuchsmähdrescher der Universität Hohenheim, der seine Bauform beibehalten hat, gegeben.
Des weiteren wurden die meisten Patente auf dem Gebiet des parallelen Hybridantriebes gefunden, da hier zwei relativ kleine Antriebseinheiten im Bezug auf die Maschinengröße installiert werden, was bei Automobilen sehr wichtig ist. Neuere Patente betreffen jedoch den leistungsverzweigten und den kombinierten Typ.
Von allen Hybridarten erscheint jedoch die serielle als die besten geeignetste und sinnvollste Art den hydrostatischen Antrieb in einem Mähdrescher zu ersetzen. Die anderen mechanischen Antriebe sind bei Bedarf und Vorteilhaftigkeit ebenfalls leicht austauschbar, wenn diese Hybridart verwendet wird.
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