Bachelor/Masterarbeiten im Bereich Polymereinsatz in Hochdrehzahlsystemen

  • Forschungsthema:Einsatz von Hochleistungspolymeren in Fahrzeuggetrieben (30.000 1/min)
  • Typ:Bachelor-/ Masterarbeit
  • Datum:ab sofort
  • Betreuung:

    M.Sc. Friedrich-Wilhelm Lagier

  • Bearbeitung:offen

Bachelor/Masterarbeiten im Bereich Polymereinsatz in Hochdrehzahlsystemen

Die Mobilität der Zukunft benötigt innovative Lösungen zur Steigerung der Leistungsdichte in Antriebssystemen. Ein Ansatz, um bei identisch bleibender Leistung das Fahrzeuggewicht zu reduzieren, ist der Einsatz schnelldrehender Motoren (30.000 1/min) mit geringen Drehmomenten. Diese benötigen ein zusätzliches Getriebe, sind aber im Vergleich zu konventionellen Motoren so klein, dass das Gesamtgewicht des Fahrzeugs sinkt. Durch die hohen Drehzahlen und Umfangsgeschwindikeiten ergeben sich zahlreiche Herausforderungen, die den Einsatz dieser Technologie erschweren: die Schmierung, Kühlung und Lagerung des Systems muss angepasst werden, es entstehen Lärm- und Vibrationseffekte, die Kontaktbedingungen in Reibsystemen sind noch in der Tiefe zu erforschen.
Zur Optimierung von solchen Hochdrehzahlsystemen forscht das IPEK am Einsatz von Leichtbaumaterialien als Zahnradwerkstoffe. Ganz besonders interessant ist der Einsatz von Polymeren, welche schon in zahlreichen anderen Bereichen ihre Tauglichkeit für Verzahnungen gezeigt haben: Polymerzahnräder sind einfach zu fertigen, haben eine geringe Dichte und integrierte Dämpfungseigenschaften.
Der Einsatz von Polymeren in einem KFZ-Getriebe ist allerdings aufgrund der hohen Drehmomente bisher nicht denkbar gewesen. Am IPEK wird untersucht, ob durch die reduzierten Drehmomente eines Hochdrehzahl-Antriebstrangs ein solcher Einsatz nicht nur theoretisch denkbar, sondern auch praktisch realisiert werden kann. Ganz besonders die Untersuchung des Zahnkontakts in der Hochdrehzahlverzahnung liegt hier im Fokus.
Für die Forschung an Hochleistungspolymeren im Einsatz in Hochdrehzahlsystemen suchen wir Abschlussarbeiter! Die Voraussetzungen sind eine selbständige und tatkräftige Arbeitsweise, Kreativität und gute Kenntnisse in MS-Office. Nutzen Sie diese Gelegenheit um Ihre Kompetenzen zu erweitern. Bei Interesse freuen wir uns über Ihre Bewerbung.

Abschussarbeitsthemen (Teilbereiche sind je nach Interessen ebenfalls möglich):

 

Untersuchungen an Kunststoffzahnrädern:

 

  • Analyse von konstruktiven Maßnahmen im Bereich High-Speed
  • Modellbildung und Auslegung einer Kunststoff-Zahnradstufe sowie Analyse der Vorteile hinsichtlich Trägheit und Verbrauch
  • Simulative Betrachtung von Kunststoffzahnrädern im Hochdrehzahlbereich mittels FEM / MBS / ...
    • Auslegung einer Welle-Nabe Verbindung für Kunststoff-Hochdrehzahlzahnräder (ABGESCHLOSSEN)
    • Einfluss der Unwucht bei hohen Drehzahlen und konstruktive Maßnahmen
    • Einflüsse der Zahngestaltung
    • ...
  • Erprobung der Leistungsfähigkeit der Verzahnung am Prüfstand
    • Gestaltung der Prüfläufe, Untersuchung der Einflüsse verschiedener Parameter (Zahnradgestaltung, Schmierstoffe, Betriebsbedingungen...) sowie Analyse der Zahnräder mittels Digitalmikroskop und Koordinatenmessmaschine

 

Gestaltung und Konstruktion des Hochdrehzahl-Prüfstands:

 

  • Dimensionierung und Konstruktion eines Berstschutzes für Hochdrehzahlprüfstände (ABGESCHLOSSEN)
  • Gestaltung einer Prüfstandserweiterung für Schmierstoffuntersuchung (ABGESCHLOSSEN)
  • Auslegung und Konstruktion eines Getriebes mit schneller Wechselvorrichtung für Prüfzahnräder (LAUFEND)
  • Sensorik an Hochdrehzahlprüfständen (insb. Vibrationsuntersuchungen)

 

Thema High-Speed & Kunststoffe:

 

  • (Systematische) Literaturrecherche zu den oben genannten Themen
  • Modellbildung im Kontext von hochdrehenden Systemen (Antriebe, Kupplungen und Getriebe)

 

Profil:

 

  • Bachelor- oder Masterstudent im Bereich Maschinenbau, Elektrotechnik, Informatik, Physik oder ähnlichem Studiengang
  • Interesse am Forschungsbereich hochdrehender Systeme und Getriebe
  • Interesse am Forschungsbereich Polymerengineering
  •  
  • Kenntnisse in Creo Parametrics (5), Windchill PDM (Für konstruktive Tätigkeit & Zeichnungsableitung), Matlab, Abaqus oder weiterer Simulationssoftware sind wünschenswert aber nicht zwingend notwendig
  • Selbstständige und gewissenhafte Arbeitsweise

 

Bewerbungen bitte mit Bewerbungsunterlagen (inkl. Lebenslauf und Notenauszug) an friedrich lagier does-not-exist.kit edu