Kupplungen stellen heute das wichtigste Verbindungselement in der Antriebstechnik dar. Nur durch den Einsatz spezifischer bzw. anwendungsgerechter Kupplungen können kostengünstige Antriebe realisiert werden, da hierdurch eine geringere Komplexität der einzelnen Antriebsstrangkomponenten, vereinfachte Konstruktionen, größere Toleranzen und geringere Leistungen der Antriebsmaschine ermöglicht werden. In der Kupplungssystementwicklung, auf die in diesem Übersichtsbeitrag eingegangen wird, gilt es hierzu das Verständnis für das Kupplungssystem im Antriebsstrang, für das Kupplungssystem selbst und für dessen Teilsysteme, wie z.B. den Friktionskontakt, zu stärken. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die generelle Vielfalt der Aufgabenstellungen für das Kupplungssystem, auch aus den verschiedenen Getriebekonzepten heraus, auch zukünftig zu einer Vielfalt von Lösungen führen wird. Zusätzlich ist den Anforderungen Rechnung zu tragen, die sich aus den Umsetzungen der hybriden bzw. alternativen Antriebssysteme ergeben. Die Doppelkupplungsgetriebelösungen, bei denen die Leistungsfähigkeit des Kupplungssystems die Leistungsfähigkeit des Getriebekonzepts bestimmt, stellen weiterhin besondere Anforderungen an das Kupplungssystem hinsichtlich Integration und Leistungsdichte, wobei es sowohl die nassen als auch die trockenen Kupplungen parallel zu berücksichtigen gilt. Die Komfortfragestellungen sind dabei von entscheidender Bedeutung, da sie direkt kundenwirksam sind. In allen Automatisierungskonzepten und Lösungen spielen solche Kupplungen eine wichtige Rolle. Das Verständnis für die Friktionssysteme, sowohl für die trockene als auch für die geschmierte Anwendung, ist immer noch nicht ausreichend. Entsprechend gilt es hier die Kontaktmodellierung und die Wirkung des Friktionskontakts auf das Teilsystem Kupplung bzw. auf das Gesamtsystem Antriebsstrang weiter zu forcieren. Hier gibt es einen hohen Forschungsbedarf mit einem gleichzeitig hohen Anwendungspotenzial. Schwingungen in der Schlupfphase der Kupplung haben eine große Bedeutung. Insbesondere das Phänomen Rupfen spielt bei allen Friktionssystemen in seinen Auswirkungen auf die Systemdynamik eine große Rolle. Die Beeinflussung der Friktionscharakteristik zur Reduzierung von Schwingungserscheinungen in der Schlupfphase, stellt eine große und wichtige Herausforderung für die weitere Entwicklung in Kupplungssystemen dar. Eine steigende Leistungsdichte bedeutet im Friktionssystem immer auch ein weiteres Herangehen oder Verschieben von Leistungsgrenzen der Reibwerkstoffe, insbesondere hinsichtlich thermischer Randbedingungen. In diesem Systemumfeld hat das Kupplungssystem eine entscheidende Funktion als mechatronischer Aktor gewonnen. Auch hier ist ein erheblicher, grundlegender Forschungsbedarf vorhanden, der auf der Basis neuer Modellbildungen und erweitertem Verständnis für den Friktionskontakt zu neuen Ansätzen und Lösungen führen wird. Die Entwicklungsmethoden für Kupplungssysteme müssen unter Einbeziehung der neuen Randbedingungen aus hybriden bzw. alternativen Antriebssystemen weiter entwickelt werden. Neue Ansätze zum Aufbau kompletter Prüfketten mit begleitender Modellierung und Modellbildung, zeigen ein erhebliches Potenzial zur weiteren Verbesserung der Prozesse. Eine interessante und wichtige Rolle spielt die Integration eines virtuellen Fahrzeugs, um durch dessen Einsatz auch in den frühen Entwicklungsphasen neue, schnellere und gezieltere Entwicklungen von Kupplungssystemen für die Lösung der vielfältigen hier dargestellten Aufgabenstellungen erarbeiten zu können. Ein Ansatz bildet die Methode zur Abschätzung der subjektiven Beurteilung auf der Basis physikalischer und somit objektiver Daten. Diese ermöglicht es, hier verlässliche Abschätzungen der Auswirkungen von Eigenschaftsänderungen in der Kupplung auf die Beurteilung durch den Kunden bereits in der frühen Phase der Entwicklung zu gewinnen. Zukünftig ist diese exemplarisch vorgestellte Methode zu generalisieren und anhand weiterer Systeme ergänzend zu validieren. Als globales und visionäres Ziel gilt es für Forschung und industrielle Entwicklung eine durchgängige Entwicklungsumgebung zur Verfügung zu stellen, in der in kürzester Zeit höchste Qualitätsstandards bei gleichzeitig minimalen Kosten das definierte Zielsystem erreicht werden kann. Die Erforschung von Methoden und Prozessen für Handlungssysteme der Produktentwicklung erfordert deren ständige Evaluierung bei der Entwicklung realer technischer Systeme. Zukünftig ist hierbei die konsequente Parallelisierung von Simulation und Versuch auf Basis einer geeigneten und Modellbildung Ziel führend.
Entwicklungsmethodik für Kupplungssysteme. Modellbildung, Versuch und Simulation
2007
21 Seiten, 10 Bilder, 16 Quellen
Conference paper
German
Wegsensorik für Kupplungssysteme
Tema Archive | 2010
|Pedalkraftunterstützung für Kupplungssysteme
Tema Archive | 2007
|Pedalkraftunterstuetzung fuer Kupplungssysteme
Automotive engineering | 2007
|Sicherheitsvorrichtung für automatisierte Kupplungssysteme
European Patent Office | 2022
|Auskuppeln gefaellig - automatisierte Kupplungssysteme
Automotive engineering | 2016
|