Kupplungen und tribologische Systeme

Mitarbeiter der Forschungsgruppe

M.Sc. Arne Bischofberger
M.Sc. Sirui Chen
M.Sc. Rüdiger Fehrenbacher
M.Sc. Friedrich-Wilhelm Lagier
M.Sc. Alexander Sutschet

 

FG Kupplungen und tribologische System

Themenschwerpunkte

Themenschwerpunkt sind Methoden und Prozesse für die Entwicklung von trockenen und geschmierten Friktionssystemen in komplexen Antriebssystemlösungen:

  • Modellbildung tribotechnischer Systeme
  • Erklärungsmodelle für tribologische Kontakte
  • Rechnergestützte Simulation tribologischer Kontakte im Gesamtsystem
  • Beachtung der Wechselwirkungen im Gesamtsystem
  • Alternative Friktionswerkstoffe

Leistungsangebot

Wir sind Ihr Partner für Fragestellungen zu experimentellen und virtuellen Untersuchungen und Validierung von trockenlaufenden und geschmierten Friktionssystemen

  • Theoretische und experimentelle Untersuchungen auf allen Prüfkategorien
  • Kundenspezifische optimierte Methoden und Prozesse zur Entwicklung, Auslegung und Validierung von Friktionssystemen
  • Gemeinschaftsentwicklung und -Validierung innovativer Produkte
  • Optimierung von Komponenten und Systemen

Ausstattung

Wir bieten insbesondere im Bereich der Erforschung und Untersuchung von Friktionssystemen folgende Ausstattung für Simulation und Test:

  • Trockenreibprüfstand (TRP) (Informationsbroschüre)
    • Untersuchung von Probekörpern, Kupplungsscheiben und Kupplungssystemen unter beanspruchungsähnlichen Randbedingungen
    • Abbildung von Antriebsstrangsteifigkeiten und Simulation von Massenträgheitsmomenten
  • Prüfmodul für nasslaufende Kupplungslamellen (InLine-Modul) (Informationsbroschüre)

    • Ermittlung der Leistungsgrenzen von nasslaufenden Lamellenkupplungen unter verschiedenen Beanspruchungsparametern

    • Ermittlung der Schwingungsentkopplung durch nasslaufende Lamellenpakete im geregelten Schlupfbetrieb

  • Powertrain-in-the-Loop Prüfstand (PLP) (Informationsbroschüre)
    • Untersuchung der Wechselwirkungen von Friktionssystemen mit dem gesamten Antriebsstrang
    • Weitere Informationen zum Prüfstand können Sie dem Flyer entnehmen.
  • Dauerschlupfprüfstand (DSP) (Informationsbroschüre)
    • Untersuchug nasslaufender Lamellenkupplungen und Bremsen bei gleichzeitiger Rotation von Innen- und Außenlamelle
    • Untersuchung im Schalt- als auch im Dauerschlupfbetrieb
  • Multischlupfprüfstand (MSP) (Informationsbroschüre)
    • Differenzierte Untersuchung von Friktionspaarungen durch die Kombination von drei möglichen Gleitanteilen: Tangentialschlupf, Radialschlupf und Bohrschlupf
    • Zyklischer Eingriff der Friktionskontakte
  • Mini-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand (Mini-HiL) (Informationsbroschüre)
    • Flexible Entwicklungs- und Validierungsplattform für z.B. Simulationsmodelle und Regelungsalgorithmen
  • Mini-Hardware-in-the-Loop-Prüfstand (Mini-HiL2)(Informationsbroschüre)
    • Flexible Entwicklungs- und Validierungsplattform für z.B. Simulationsmodelle und Regelungsalgorithmen
  • Datenerfassung
    • Aufzeichnung Messdaten bis zu 100 KHz durch Prüfstandssoftware
    • Einbindung mobiler Datenerfassungssysteme: LMS SCADAS Mobile, AFT Tornado
  • Messtechnik
    • 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 mit bis zu 6000 Bildern / Sekunde
    • 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

Bachelor- / Master- / Studien- / Diplomarbeiten

Aktuelle Studien- und Diplomarbeiten der Forschungsgruppe finden sie hier.

Kontakt

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Dipl.-Ing. (Oberingenieurin) Katharina Bause

+49 721 608 46992katharina bause ∂does-not-exist.kit edu

Leiterin der Forschungsabteilung Antriebssystemtechnik und Kupplungen und tribologische Systeme

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M.Sc. Arne Bischofberger

+49 721 608 45226arne bischofberger ∂does-not-exist.kit edu

Leiter der Forschungsgruppe Kupplungen und tribologische Systeme

Ausgewählte Veröffentlichungen der Forschungsgruppe


2021
Die nasslaufende Kupplung als Stellglied zur Schwingungsreduzierung im Antriebsstrang – Einflüsse eines veränderten Tribosystems = Wet running clutch as actuator for reduction of oscillation in the power train—Influences of the tribological system.
Bischofberger, A.; Ott, S.; Albers, A.
2021. Forschung im Ingenieurwesen, 85 (1), 1–10. doi:10.1007/s10010-020-00426-x
Procedure for the systematic linking of product requirements and system architecture under consideration of the PGE [Vorgehen zur systematischen Verknüpfung von Produktanforderungen und Systemarchitektur unter Berücksichtigung der PGE].
Wäschle, M.; Timucin, M.; Radimersky, A.; Mandel, C.; Fahl, J.; Hirschter, T.
2021. 2021 Stuttgarter Symposium für Produktentwicklung, SSP 2021, 20. Mai 2021, online, 199–210
Variation of load for the improvement of the running-in behaviour of dry-running friction pairings [Gezielte Variation des Beanspruchungskollektivs zur Verbesserung des Einlaufverhaltens im Trockenlauf].
Klotz, T.; Bause, K.; Ott, S.; Albers, A.
2021. Forschung im Ingenieurwesen/Engineering Research. doi:10.1007/s10010-021-00548-w
Development of a process model for the analysis of adhesion-slip transitions of dry-running friction couples [Aufbau eines Vorgehensmodells zur Analyse von Haft-Gleit-Übergängen trockenlaufender Friktionspaarungen].
Fehrenbacher, R.; Bause, K.; Ott, S.; Albers, A.
2021. Forschung im Ingenieurwesen/Engineering Research. doi:10.1007/s10010-021-00542-2
Influence of operating parameters on the vibration reduction effect in the wet-running clutch system [Einfluss von Betriebsgrößen auf die Schwingungsreduzierungswirkung im nasslaufenden Kupplungssystem: Empirische Modellbildung – Kennfelder und Skalierbarkeit].
Bischofberger, A.; Ott, S.; Albers, A.
2021. Forschung im Ingenieurwesen/Engineering Research, 85, 933–944. doi:10.1007/s10010-021-00537-z
Extended Abstract: Untersuchung des anwendungsnahen, dynamischen Reibverhaltens nasslaufender Lamellenkupplungen am Beispiel zweier Tribosystemvarianten.
Bischofberger, A.; Bause, K.; Ott, S.; Albers, A.
2021. 62. Tribologie-Fachtagung 2021 - Reibung, Schmierung und Verschleiß : Forschung und praktische Anwendungen, 27. bis 29. September 2021, 21/1–21/5, Gesellschaft für Tribologie e.V. (GfT)
Hochleistungskunststoffe im automobilen Hauptantriebsstrang - Eine Validierungsumgebung zur Erprobung von PEEK als Zahnradwerkstoff für Hochdrehzahlverzahnungen.
Lagier, F.; Bause, K.; Ott, S.; Albers, A.
2021. News / Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktentwicklung, WiGeP, Berliner Kreis & WGMK, 2021 (2), 13–14
Erweiterte Analyse ausgewählter Schwingungsphänomene mit dem C & C²-Ansatz am Beispiel einer Einscheibentrockenkupplung.
Tröster, P. M.; Klotz, T.; Rapp, S.; Xiao, Y.; Ott, S.; Albers, A.
2021. EEE 2021 - Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2021. Hrsg.: R. Stelzer, 383–399, TUDpress
Investigation of the heat distribution in dry friction systems during fade and recovery using fiber-optic sensing and infrared technology.
Albers, A.; Klotz, T.; Fink, C.; Ott, S.
2021. Friction. doi:10.1007/s40544-021-0506-4
2020
Methode zur Entwicklung merkmalsbasierter Zustandsüberwachungssysteme mittels der Körperschallmesstechnik = Method to develop feature-based condition-monitoring systems by using Acoustic Emission measurement technique. Dissertation.
Wantzen, K.
2020, Dezember 11. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000127590
Ein Beitrag zur Validierung nasslaufender Lamellenpakete aus Anfahrelementen von Fahrzeugen im Betriebszustand „geregelter Dauerschlupf“ = A @contribution to the validation of wet-running multi-plate packages for starting elements of vehicles in the operating state "controlled continuous slip". Dissertation.
Basiewicz, M.
2020, Oktober 12. Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Wet clutch as an enabler of cost-efficient hybrid drive systems Decoupling as functional extension.
Albers, A.; Bischofberger, A.; Ott, S.
2020. 20. Internationales Stuttgarter Symposium : Automobil- und Motorentechnik. [17. und 18. März 2020, Stuttgart]. Hrsg.: M. Bargende, 251–265, Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH. doi:10.1007/978-3-658-29943-9_22
Highly efficient clutch system for multispeed BEV.
Gürbüz, H.; Ott, S.; Sutschet, A.; Kern, J.
2020. 20th International VDI Congress Dritev : June 24 and 25, 2020 / VDI Wissensforum, 119–131, VDI Verlag
Vorkonditionierung trockenlaufender Reibpaarungen für eine stabile Reibfunktion im Feld.
Fehrenbacher, R.; Joerger, A.; Ott, S.
2020. 61. Tribologie-Fachtagung 2020: Reibung, Schmierung und Verschleiß Forschung praktische Anwendung. Hrsg.: GfT Gesellschaft für Tribologie e. V., Gesellschaft für Tribologie e.V. (GfT)
Influencing factors on the retrospective analysis of variation shares with C&C²A-based criteria in Product Generation Engineering.
Rapp, S.; Barg, M.; Klotz, T.; Birk, C.; Albers, A.
2020. Procedia CIRP, 91, 781–788. doi:10.1016/j.procir.2020.02.235
Einflussgrößen auf die Entkopplung von induzierten Drehungleichförmigkeiten durch nasslaufende Kupplungssysteme im Schlupfbetrieb: Abschlussbericht FVA-Nr. 780 I, IGF-Nr. 18501 N.
Bischofberger, A.; Ott, S.; Albers, A.
2020. FVA Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V
Einfluss von Beanspruchungsgrößen auf die Schwingungsentkopplung im nasslaufenden Kupplungssystem und deren Korrelation mit dem Reibverhalten im Friktionskontakt.
Bischofberger, A.; Ott, S.; Albers, A.
2020. Tribologie und Schmierungstechnik, 67 (1), 7–15. doi:10.30419/TuS-2020-0001
Investigation of the Heat Distribution of Dry Friction Systems During Fade and Recovery Using Fiber Optic Sensing and Infra-Red Technology.
Klotz, T.; Fink, C.; Ott, S.; Albers, A.
2020. Tribology - industrial and automotive lubrication : 22nd International Colloquium Tribology, Stuttgart/Ostfildern, 28-30 January 2020. Ed.: Arshia Fatemi, 289–290, Technische Akademie Esslingen (TAE)
2018
Studie zur Ermittlung von Potenzialen zur Leistungssteigerung von trockenlaufenden Kupplungssystemen mittels Temperaturverteilungsmessung [Study on identifying opportunities to improve the performance of dry-running clutch systems using fiber optic sensing technology with high spatial measurement density].
Albers, A.; Ott, S.; Kniel, J.; Basiewicz, M.
2018. Forschung im Ingenieurwesen, 82 (1), 33–43. doi:10.1007/s10010-017-0256-7
Investigation of the thermo-mechanical behaviour of clutches using fibre optic sensing technology with high spatial measurement density.
Albers, A.; Ott, S.; Kniel, J.; Eisele, M.; Basiewicz, M.
2018. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers / J, 232 (1), 26–35. doi:10.1177/1350650117740011
Eine Methode zur Ermittlung der anwendungsspezifischen Leistungsgrenze trockenlaufender Friktionspaarungen.
Klotz, T.; Ott, S.; Albers, A.
2018. Forschung im Ingenieurwesen, 83 (1), 11–20. doi:10.1007/s10010-018-0292-y
Using Artificial Neural Networks in a methodical approach to develop suitable classification systems of Acoustic Emission data generated in tribological contacts.
Wantzen, K.; Stürmlinger, T.; Joerger, A.; Albers, A.
2018. AEWG-60: 60th Meeting Announcement, Charleston, SC, June 19-20, 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
Erste Versuchsergebnisse aus der Entwicklung eines Dünnschichtsensors zur Messung der Temperatur im tribologischen Kontakt unter Mischreibung.
Wantzen, K.; Pavlides, C.; Poltorak, C.; Ulrich, S.; Albers, A.
2018. 20./17. Arbeitstagung Angewandte Oberflächenanalytik / Jahrestagung der DVG e.V. Kaiserslautern (AOFA 2018), Kaiserslautern, Deutschland, 3.–5. September 2018
Entwicklung verlustoptimierter Kupplungssysteme für elektrifizierte Antriebe. Methoden zur Gestaltung, Auslegung und Bewertung.
Albers, A.; Ott, S.; Bause, K.; Basiewicz, M.; Denda, C.; Reichert, U.
2018. Mitteilungen der WiGeP, (1), 12–13
A methodical approach to develop suitable classification systems of acoustic emission data generated in tribological contacts.
Wantzen, K.; Stürmlinger, T.; Albers, A.; Wei, C.
2018. The 18th Nordic Symposium on Tribology (Nordtrib 2018), Uppsala, S, June 18-21, 2018
Potentiale der Temperaturverteilungsmessung zur Analyse trockenlaufender Friktionssysteme auf Basis neuer Messtechnik = Potentials of the temperature distribution measurement for the analysis of dry running friction systems based on new measurement technology. Dissertation.
Kniel, J.
2018. Karlsruher Institut für Technologie (KIT). doi:10.5445/IR/1000078188
2017
The effect of annealing on mechanical properties and constitution of TiC:H and TiC/a-C:H thin films deposited by high power impulse magnetron sputtering.
Poltorak, C.; Leiste, H.; Mikulla, C.; Rinke, M.; Wantzen, K.; Pavlides, C.; Burger, W.; Albers, A.; Stüber, M.; Ulrich, S.
2017. 8th International Conference on Fundamentals and Applications of HIPIMS (2017), Braunschweig, Deutschland, 13.–14. Juni 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
A simple method to investigate variations in electric conductivity of thin-layer coatings.
Wantzen, K.; Pavlides, C.; Albers, A.
2017. WTC 2017 : 6th World Tribology Congress, Beijing, China, September 17 - 22, 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
Prediction of the product quality of turned parts by real-time acoustic emission indicators.
Albers, A.; Stürmlinger, T.; Wantzen, K.; Gladysz, B.; Münke, F.
2017. Procedia CIRP, 63, 348–353. doi:10.1016/j.procir.2017.03.173
Entwicklung einer verlustoptimierten Kupplung für ein mehrgängiges Getriebe für ein Elektrofahrzeug.
Albers, A.; Reichert, U.; Bause, K.; Radimersky, A.; Ott, S.
2017. 2. VDI-Fachkonferenz Schwingungsreduzierung in mobilen Systemen 2017 : Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben, Ettlingen, Germany, 17-18 May 2017, VDI Verlag
Variation von Nutbildern mittels generativer Verfahren zur Untersuchung von Schleppverlusten in Lamellenkupplungen.
Albers, A.; Ott, S.; Basiewicz, M.; Denda, C.; Kriegseis, J.
2017. 2. VDI-Fachkonferenz Schwingungsreduzierung in mobilen Systemen 2017 : Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben, Ettlingen, Germany, 17-18 May 2017, VDI Verlag
Studie zur Ermittlung von Potenzialen zur Leistungssteigerung von trockenlaufenden Kupplungssystemen mittels Temperaturverteilungsmessung.
Albers, A.; Ott, S.; Kniel, J.; Basiewicz, M.
2017. 2. VDI-Fachkonferenz Schwingungsreduzierung in mobilen Systemen 2017 : Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben, Ettlingen, Germany, 17-18 May 2017, VDI Verlag
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
Untersuchung des thermomechanischen Verhaltens trockenlaufender Reibkupplungen durch faseroptische Sensorik.
Albert, A.; Ott, S.; Lorentz, B.; Kniel, J.
2016. Industrielle Automation, (01/2016), 20–22
Integration von Versuchsergebnissen in C&C² - Modellen zur Wiederverwendung in der Produktgenerationsentwicklung am Beispiel eines trockenlaufenden Kupplungssystems.
Albers, A.; Gladysz, B.; Kniel, J.; Aschoff, M.; Meyer, A.
2016. KT 2016 : 14. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik : Traditio et Innovatio - Entwicklung und Konstruktion, Rostock, 6. - 7. Oktober 2016. Hrsg.: K. Brökel, 10–20, Shaker Verlag
A New Tribological Test Bench for Lightweight Hydraulic Axial Piston Pumps.
Albers, A.; Blust, M.; Wantzen, K.; Lorentz, B.
2016. Proceedings of the 20th International Colloquium Tribology : Industrial and Automotive Lubrication, Stuttgart / Ostfildern, Germany, 12th - 14th January 2016. Ed.: A. Fatemi, Technische Akademie Esslingen (TAE)
A new approach for higher first gear ratios by increasing the clutch performance using fiber sensing technology.
Albers, A.; Kniel, J.; Ott, S.; Lorentz, B.; Eisele, M.
2016. 16th International VDI Congress Drivetrain for Vehicles (Getriebe in Fahrzeugen) : Friedrichshafen, Germany, June 21 - 22, 2016, 469–484, VDI Verlag
Challenges and trends in manufacturing measurement technology - The "industrie 4.0" concept.
Imkamp, D.; Berthold, J.; Heizmann, M.; Kniel, K.; Manske, E.; Peterek, M.; Schmitt, R.; Seidler, J.; Sommer, K.-D.
2016. Journal of sensors and sensor systems, 5 (2), 325–335. doi:10.5194/jsss-5-325-2016
2015
Das Geheimnis lüften - Messung von Temperaturprofilen in einer Reibkupplung.
Kniel, J.; Albers, A.; Ott, S.; Lorentz, B.
2015. Die Antriebstechnik, (10/2015), 68–69
Innovatives Kupplungsscheibendesign mit hoher Leistungsdichte für PKW-Anwendungen.
Basiewicz, M.; Albers, A.; Ott, S.
2015. VDI-Fachtagung Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2015, Karlsruhe, 28. und 29. April 2015, 15–28, VDI Verlag
Analyse wirksamer tribologischer Phänomene durch innovative Mess- und Versuchsmethoden.
Aschoff, M.; Kniel, J.; Schepanski, N.; Albers, A.; Ott, S.
2015. VDI-Fachtagung Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2015: mit Fachausstellung, Karlsruhe, 28. und 29. April 2015, 12, VDI Verlag
Ermittlung der Leistungsgrenze trockenlaufender Friktionspaarungen in Abhängigkeit der Belastungsparameter.
Albers, A.; Ott, S.; Schepanski, N.
2015. Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2015 : VDI-Fachtagung mit Fachausstellung, Karlsruhe, 28. und 29. April 2015, 245–255, VDI Verlag
Kupplungsmodell Trockenlauf II: Einfluss der Reibbelagsgeometrie auf das tribologische Verhalten: Forschungsvorhaben Nr. 607 II [FVA 607 II].
Kniel, J.; Ott, S.
2015. FVA
Neuer Ansatz zur Untersuchung des thermomechanischen Verhaltens trockenlaufender Reibkupplungen durch faseroptische Sensorik mit hoher räumlicher Messdichte.
Albers, A.; Ott, S.; Kniel, J.; Lorentz, B.
2015. VDI-Fachtagung Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2015 : mit Fachausstellung; Karlsruhe, 28. und 29. April 2015, 297–300, VDI Verlag
2014
Einfluss der Reibbelagsgeometrie auf das tribologische Verhalten (FVA 607 II).
Kniel, J.
2014. FVA-Informationstagung, Würzburg, 2.-3. Dezember 2014, 11
Messung von Temperaturprofilen in einer Reibkupplung - Faseroptische Sensorik in der Grundlagenforschung.
Kniel, J.; Ott, S.
2014. Polytec Info, 2014 (76), 28–30