Kupplungen und Bremsen in Antriebssystemen

 

Das Systemverhalten von Kupplungen und Bremsen in Triebsträngen wird maßgeblich durch die Wechselwirkung der einzelnen Teilsysteme untereinander bestimmt. In unserem Verständnis werden Kupplungen und Bremsen als mechatronische und konventionelle Stellglieder im antriebstechnischen Gesamtsystem verstanden und erforscht. Wir schaffen damit Methoden zur prädiktiven Beschreibung und Auslegung von Kupplungs- und Bremsaggregaten unter Berücksichtigung der Wechselwirkungen mit den tribologischen Kontakten, sowie den (mechatronischen) Eigenschaften des Gesamtsystems und den Wechselwirkungen mit dem Bediener. Hierbei fokussieren wir uns auf alle funktionalen und konstruktiven Eigenschaften, welche die Integration des Kupplungs- und Bremsaggregats im Gesamtsystem betreffen.


 

FF Kupplungen und Bremsen

Forschungsschwerpunkte

  • Methoden zur Optimierung des System- und Verschleißverhaltens von Kupplungs- und Bremssystemen
  • Erforschung von Kupplungs- und Bremssystemen für komplexe antriebstechnische Systemlösungen
  • Analyse, Synthese und Validierung von Kupplungen und Bremsen unter Einbindung der System-Wechselwirkungen und Anwendung (Mensch & Umwelt) – physisch, virtuell oder gemischt modelliert

Systeme

Entwicklungs- & Validierungsumgebungen

  • System "(automobile) Antriebstränge"
    • Trockenlaufende Kupplungen
    • Nasslaufende Kupplungen
    • Bremsen
  • Teilsysteme
    • Kupplungsscheibe
    • Lamellenpaket
    • Bremsscheibe

Methoden

Entwicklungs- & Validierungsmethoden für:

  • Experimentelle und simulative Untersuchungsmethoden von Kupplungs-
    und Bremssystemen unter beanspruchungsähnlichen Randbedingungen

XiL-Framework zur durchgängigen Validierung technischer Systeme:

  • neuartige Simulationsumgebungen
  • neuartige Prüfumgebungen
  • innovative Antriebskomponenten und -systeme

Prozesse

Entwicklungs- & Validierungsprozesse:

  • Prozesse zur Untersuchung von organischen und alternativen Reibbelägen
    für trockenlaufende/ nasslaufende Kupplungen und Bremsen
  • Prozesse zur Ermittlung von Leistungsgrenzen von Kupplungs- und
    Bremssystemen
  • Prozesse zur Untersuchung des Übertragungs- und Dämpfungsverhaltens
    von Kupplungssystemen
  • Prozesse zur Untersuchung des Reibwertwertaufbaus und der -charakteristik von
    Kupplungssystemen
  • Prozesse zur Parameteridentifikation und Rupfuntersuchungen an trockenlaufenden Reibsystemen
  • Prozesse zur Ermittlung des Schleppmomentverhaltens nasslaufender Kupplungssysteme
  • Prozesse zum Herstellen von Verknüpfungen zwischen den Abläufen im lokalen Reibkontakt und den globalen Kenngrößen von Kupplungssystemen

Ausstattung

  • Prüfstände zur Untersuchung von nasslaufenden und trockenlaufenden Kupplungssystemen sowie von Bremssystemen
  • Datenerfassung
    • Aufzeichnung von Messdaten durch Prüfstandssoftware
    • Einbindung mobiler Datenerfassungssysteme: LMS SCADAS Mobile, AFT Tornado
  • Messtechnik, u.a.
    • Laser Surface Velocimeter: Berührungslose Drehzahlmessung an allen rotatorischen Teilen im Prüfstand
    • Particle Image Velocimetry (PIV): Berührungslose Messung von Strömungsfeldern von Fluiden
    • Hochgeschwindigkeitsthermokamera zur berührungslosen Temperaturmessung
    • konfokales Messsystem zur optischen Vermessung von Oberflächen
  • Hard- und Software-Entwicklungsumgebung
    • FE-Simulation von trockenen und geschmierten tribologischen Kontakten (Abaqus)
    • FE-Simulation von Friktionssystemen (Abaqus)
    • CFD-Simulation von Ölströmungen (Ansys)
    • Mehrkörpersimulation von Friktionssystemen
    • Eindimensionale Antriebsstrangsimulation (AMESim, Simulink)
    • Kopplung von Simulationsmethoden

Weitere Ausstattung des Instituts finden Sie hier.

Ausgewählte Veröffentlichungen im Forschungsfeld


2020
Wet clutch as an enabler of cost-efficient hybrid drive systems Decoupling as functional extension [in press].
Albers, A.; Bischofberger, A.; Ott, S.
2020. 20. Internationales Stuttgarter Symposium : Automobil- und Motorentechnik. Hrsg.: M. Bargende, Springer, Wiesbaden
2019
Die nasslaufende Kupplung als Stellglied zur Schwingungsreduzierung im Antriebsstrang - Einflüsse eines veränderten Tribosystems.
Bischofberger, A.; Ott, S.; Albers, A.
2019. 2. VDI-Fachtagung Schwingungen 2019 : Würzburg, 05. und 06. November / VDI-Gesellschaft Produkt- und Prozessgestaltung, 1 CD-ROM, VDI Verlag, Düsseldorf
Synthese von Beanspruchungskollektiven zur Erholung trockenlau-fender Friktionspaarungen und -systeme.
Klotz, T.; Bauer, T.; Ott, S.; Albers, A.
2019. Reibung, Schmierung und Verschleiß: Forschung und praktische Anwendungen : 60. Tribologie-Fachtagung, 23. September bis 25. September 2019 in Göttingen, 182–189, Gesellschaft für Tribologie, Aachen
Entwicklungsansätze für innovative Hochdrehzahlkupplung in E-Fahrzeugen.
Gürbüz, H.; Ott, S.; Albers, A.
2019. VDI Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2019, Ettlingen bei Karlsruhe, 26.-27.03.2019
Das Phänomen der Erholung.
Klotz, T.; Ott, S.; Albers, A.
2019. VDI white paper, VDI, Düsseldorf
2018
Experimental determination and identification of temporary fade limits of dry friction pairings.
Albers, A.; Ott, S.; Klotz, T.
2018. 45th Leeds-Lyon Symposium on Tribology (2018), Leeds, Vereinigtes Königreich, 4.–7. September 2018
Experimentelle Ermittlung und Identifizierung der temporären Schädigungsgrenze trockenlaufender Friktionspaarungen.
Klotz, T.; Ott, S.; Albers, A.
2018. 59. Tribologie-Fachtagung Reibung, Schmierung und Verschleiß - Forschung und praktische Anwendungen (Friction, Lubrication and Wear - Research and Practical Applications) (2018), Göttingen, Deutschland, 24.–26. September 2018
2017
Influencing factors on the decoupling of induced rotational oszillation by wet-running multi-plate packages in controlled slip mode.
Albers, A.; Ott, S.; Basiewicz, M.
2017. 44th Leeds Lyon - Symposium on Tribology - Tribomotion: Where Performance and motion meets friction, Lyon, France, September 4-6, 2017
Methode zur Ermittlung der zulässigen thermomechanischen Beanspruchbarkeit trockenlaufender Friktionspaarungen.
Albers, A.; Ott, S.; Basiewicz, M.; Schepanski, N.; Klotz, T.
2017. 2. VDI-Fachkonferenz Schwingungsreduzierung in mobilen Systemen 2017 : Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben, Ettlingen, Germany, 17-18 May 2017, VDI-Verlag, Düsseldorf
2016
Einsatz von generativen Fertigungsverfahren zur Variation von Nutbildgeometrien in nasslaufenden Lamellenkupplungen zur Untersuchung von Schleppverlusten.
Albers, A.; Denda, C.; Basiewicz, M.; Kriegseis, J.
2016. GfT Tribologie – Fachtagung 2016, 26. – 28. September 2016, Göttingen, Deutschland
2011
Development and validation of lubricated multi-disc clutch systems with advanced ceramics.
Albers, A.; Bernhardt, J.; Ott, S.
2011. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part J: Journal of Engineering Tribology, 225 (7), 611–615. doi:10.1177/1350650110396017
Potenziale ingenieurkeramischer Werkstoffe in nasslaufenden Friktionssystemen.
Bernhardt, J.; Albers, A.
2011. Abschlusskolloquium Sonderforschungsbereich 483 "Hochbeanspruchte Gleit- und Friktionssysteme auf Basis ingenieurkeramischer Werkstoffe", 25. Oktober 2011, Kongresszentrum Karlsruhe. Hrsg.: A. Albers, 105–114, KIT Scientific Publishing, Karlsruhe
1995
Selbsteinstellende Kupplung (SAC) und Zweimassenschwungrad (ZMS) zur Verbesserung des Antriebsstrangkomforts.
Albers, A.
1995. Getriebe in Fahrzeugen ’95 : Tagung Friedrichshafen, 26 und 27. April 1995, 153–168, VDI-Verl., Düsseldorf

Übersicht aller Veröffentlichungen

Eine Übersicht aller Veröffentlichungen des IPEK finden Sie hier.