VDI-Fachtagung Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2019

Registrierung

Begrüßung und Eröffnung durch den Tagungsleiter
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Keynote

Mobilitätsszenarien und deren Einfluss auf Einsatz und Entwicklung von Kupplungssystemen

• Verteilung von Antriebsarten
• Szenarien-basierte Entwicklung von Kupplungssystemen
• Einfluss der E-Mobilität auf die Kupplungsentwicklung
• Methoden zum Umgang mit der neuen Herausforderung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Geschäftsführung, KIT Zentrum Mobilitätssysteme, Karlsruhe

Trockenlaufende Kupplungen – energieeffiziente und zukunftsfähige Systeme

Moderation:
Dipl.-Ing. (FH) Klaus Steinel, Leiter Driveline Engineering Truck & Bus, ZF Friedrichshafen AG

Trockenlaufende Lamellenkupplungen – eine neue Option zur Verwirklichung einer hochintegrierten aktiven Drehmomentregelung für konventionelle und elektrifizierte Antriebe

• Entwicklungstrends von Einsatzprofilen von Lamellenreibsystemen: Drehmomenthöhe, Bauraumangebot, Verfügbarkeit und Verlustleistung
• Entwicklungsergebnisse der PCC-Materialtechnologie: Leistungsprofil, NVH Verhalten und Gegenreibmaterialien
• Systematischer Vergleich von Nass- und PCC-Trocken-Lamellenreibsystemen
• Ausblick auf die Anwendungsentwicklung

Dipl-Ing. (FH) Falk Nickel, Head R&D, Dipl-Ing. (FH) Markus Mühlegger, Project Manager R&D, Dr.-Ing. Isabella Pötzelberger, Project Manager R&D, Miba Frictec GmbH, Roitham, Österreich

Experimental characterization and modeling of an automotive dry clutch friction lining wear

• Wear characterization with respect to three parameters
• Characterization and modelling of run-in effect
• Comparison of pin-on-disc and disc-on-disc machine results
• Proposition of a cycle-based wear model

Matija Hoić, PhD, Docent (Associate Professor), Department of IC Engines and Mechanical Handling Equipment, Joško Deur, PhD, Tenured Professor, Department of Robotics and Automation of Manufacturing Systems, Faculty of Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Zagreb, Croatia; Dipl.-Ing. Andreas Tissot, Technical Expert, Dry Clutch Advanced System, PT – System R&A, Ford Werke GmbH, Köln

(Dieser Vortrag wird in englischer Sprache gehalten.)

Analyse des Schädigungs- und Erholungsverhaltens trockenlaufender Friktionspaarungen

• Trockenlaufende Friktionspaarungen mit organischen und sintermetallischen Friktionswerkstoffen
• Charakterisierung der Reib- und Verschleißeigenschaften
• Erholung nach thermomechanischer Überlastung
• Oberflächenanalyse: Rauheit, Topografie und chemische Zusammensetzung

Thomas Klotz, M. Sc., Wiss. Mitarbeiter, Forschungsgruppe Kupplungen und tribologische Systeme, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Geschäftsführung, KIT Zentrum Mobilitätssysteme, Karlsruhe

Mittagspause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Kompakte und effiziente Kupplungssysteme für Hybridgetriebe

• Analyse der Systemanforderungen (Belastungskollektive/Effizienzbetrachtungen)
• Auslegung, Gestaltung kompakter Kupplungssystemlösungen (nass/trocken)
• Weiterentwicklung der tribologischen Systeme
• Integrierte Betätigungen, Konstruktionsvarianten (Zentralausrücker)

Dipl.-Ing. (FH) Karl-Ludwig Kimmig, Entwicklungsleiter, Entwicklung Kupplungen, Dipl.-Ing. Bernhard Wolf, Leiter Entwicklung Ausrücksysteme, Schaeffler, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Driveability Target Based System Development of P2 Hybrids for Impulse Start

• P2 hybrid impulse start performance & comfort challenging
• Novel co-simulation for early HW specification of powertrain
• Model based SW dvpt. for AT, eMachine, K0 Clutch & ICE
• Driveability target lead dvpt. of HW, SW & application

Dr. Stephen John Jones, CEng, MIMechE, Senior Product Manager Systems & Principal Engineer, Systems Engineering & Powertrain Electrification (DS), Dipl.-Ing. Hannes Böhm, Technical Expert for Simulation of Torsional Systems, AVL List GmbH, Graz, Österreich; Dipl.-Ing. Torsten Philipp, Director Sales and Marketing CAE, AVL Deutschland GmbH, München

(Dieser Vortrag wird in englischer Sprache gehalten.)

Das ZF Clutch-by-Wire System: Kombination aus Fahrspaß und Effizienz

• Motivation für Clutch-by-Wire: Reduktion CO2, Steigerung Komfort Manual Transmission (MT)-Applikationen, Großer Markt MTGetriebe weltweit
• Agile Entwicklung: Democar, Funktionen, System
• Funktionen wie Komfortfunktionen, Staufahrassistent, 2-Pedal Mode versus 3-Pedal Mode
• Ausblick: Weiterentwicklung System, Markttrend MT

Dipl.- Ing. (FH) Jörg Buhl, Leiter Konstruktion Betätigungssysteme, Dr.-Ing. Florian Mühlfeld, Entwicklung Funktionalität, ZF Friedrichshafen AG, Schweinfurt

Entwicklungsansätze für innovative Hochdrehzahlkupplungen in E-Fahrzeugen

• Kupplungen für Hochdrehzahlantriebe
• Anwendung C&C2-Approach für Analyse und Synthese des Kupplungssystems
• Konzepte für einen effizienten Betrieb im Hochdrehzahlbereich
• Entwicklung eines neuartigen Hochdrehzahlkupplungssystems

Wirt.-Ing. Hüseyin Gürbüz, M. Sc., Vorentwicklung Getriebefedern, Mubea Tellerfedern GmbH, Daaden und Wiss. Mitarbeiter, IPEK, KIT, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Geschäftsführung, KIT Zentrum Mobilitätssysteme, Karlsruhe

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Simulation von Kupplungen im Antriebssystem und innovative Regelungsstrategien

Moderation:
Dr.-Ing. Roland Welter, Leiter Geschäftsbereich Kupplungssysteme, Schaeffler, Luk GmbH & Co. KG, Bühl

Effiziente CFD-Simulation zur Berechnung des Schleppmoments nasslaufender Lamellenkupplungen im Abgleich mit Prüfstandmessungen

• CFD-Simulationsmodell: Aufbau und Funktionsweise
• Modellbildung: Parameterstudie und Sensitivitätsanalyse
• Experimentelle Untersuchungen: Versuchs- und Auswertemethodik
• Validierung der CFD-Simulation mit experimentellen Untersuchungen

Daniel Grötsch, M. Sc., Wiss. Mitarbeiter, Dipl.-Ing. Katharina Völkel, Wiss. Mitarbeiterin, Teamleiterin Kupplungsberechnung, Kupplungen und elektro-mechanischer Antrieb, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching; Rudi Niedenthal, B.A, Applications and Support Ingenieur, Simerics GmbH, Rottenburg

Hochdynamische Messmethodik zur Bestimmung von hydrodynamischen Axialkräften nasslaufender Kupplungslamellen

• Vorstellung eines Einlamellenprüfstands zur Axialkraftermittlung
• Beschreibung des Messsystems
• Abhängigkeit der Axialkraft von den Betriebsparametern der Kupplung und von der Nutung
• Vergleich der Messwerte mit CFD – Simulationen

Dipl.-Ing. Thomas Neupert, Wiss. Mitarbeiter, Institut für Maschinenkonstruktion, Prof. Dr.-Ing. habil. Dirk Bartel, Geschäftsführender Leiter, Institut für Kompetenz in AutoMobilität - IKAM und Lehrstuhlleiter, Lehrstuhl für Maschinenelemente und Tribologie, Otto-von- Guericke-Universität Magdeburg

Moderne Methoden zur Kupplungsauslegung

• Abbildung thermischer und mechanischer Wechselwirkungen über komplette Fahrzyklen
• Optimierungsmöglichkeiten für das Systemverhalten bei klassischen Kupplungsanwendungen und Hybridsystemen
• Beschleunigte Validierung durch die Analyse von Realfahrdaten

Dr.-Ing. Daniel Heinrich, Senior Specialist Systementwicklung Kupplungen, Dipl.-Ing. Michael Schneider, Entwicklung Kupplungen tribologisches System, Dr.-Ing. Martin Häßler, Vorentwicklung Kupplungsscheiben, Schaeffler, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Ansteuerung einer geregelten Quersperre über Maschinelles Lernen zur simulativen Abschätzung entstehender Belastungen in hochdynamischen Fahrmanövern

• Simulation hochdynamischer Fahrmanöver (Misuse)
• Betrachtung einer geregelten Quersperre im Differential
• Nachbildung der Ansteuerung der Quersperre über Machine-Learning
• Validierung anhand von Fahrzeugmessdaten

Jan-Michael Veith, M. Sc., Dipl.-Ing. Falk Marlé, Fachreferent Erprobung Getriebe und Triebstrang, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissach; Dr.-Ing. Matthias Behrendt, Oberingenieur und Forschungsfeldleiter, Validierung technischer Systeme/NVH und Fahrzeugakustik, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Ende des ersten Veranstaltungstages

Get-together
Zum Ausklang des ersten Veranstaltungstages lädt Sie das VDI Wissensforum zu einem Get-together ein. Nutzen Sie die entspannte Atmosphäre, um Ihr Netzwerk zu erweitern und mit anderen Teilnehmern und Referenten vertiefende Gespräche zu führen. Gute Gründe, warum Sie die Veranstaltung besuchen sollten 1. Erfahren

Effizienz und Schaltkomfort von Kupplungen

Moderation:
Dr. (INSA Lyon) Dipl.-Ing. Benedikt Schauder, Leiter Innovationsmanagement & Prüffelder, Car Powertrain Technology, ZF Friedrichshafen AG, Schweinfurt

Schaltkomfortbewertung konischer Schaltelemente mit Formschluss für lastschaltbare Automatikgetriebe

• Alternatives Schaltelement für AT: TorqueLINE Cone Clutch
• Fahrzeugmessungen als Basis für Systemsimulation
• Vorstellung der Gesamtfahrzeugsimulation
• Ergebnisse und Bewertung des Schaltkomforts

Dipl.-Ing. (FH) Andreas Dempfle, Entwicklungsingenieur, Vorentwicklung, Peter Echtler, Staatl. gepr. Maschinenbautechniker, Leiter Vorentwicklung, HOERBIGER Antriebstechnik Holding GmbH, Schongau; Dr.-Ing. Felix Matthies, Fachreferent, IAV GmbH, Berlin

Einsatz hoch verlagerungsfähiger Zahnkupplungen zum Verlagerungsausgleich in elektromechanischen Antriebssystemen

• Einsatz von hoch verlagerungsfähigen Zahnkupplungen am Beispiel von elektromechanischen Bahntantrieben
• Vorstellung neuer Verfahren der Auslegung von Zahnkupplungen
• Einfluss des Fertigungsverfahrens auf die Verzahnungsgeometrie
• Validierung der Verfahren durch messtechnische Ansätze

Dr.-Ing. Thomas Hähnel, Leiter, Dipl.-Ing. Nils Fischer, Entwicklungsingenieur, Entwicklung und Konstruktion, KWD Kupplungswerk Dresden GmbH; Dipl.-Ing. (FH) Jacob Lang, Wiss. Mitarbeiter, Prof. Dr.-Ing. Christoph Spensberger, Professur Rechnergestützte Konstruktion/ Maschinenelemente, Fakultät Maschinenbau, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden

Funktionsnachweis einer schnell schaltenden Kupplung zur Reibverlustreduzierung

• Kupplungen in der Fahrzeugtechnik wie z.B. Anfahrkupplungen
• Analogien aus Elektronik und Mechanik wie die Modellierung der mechanischen Leistung nach dem Prinzip des Tiefsetzstellers
• Mechatronische Lösungen: Steuerungs- und Regelungskonzepte
• Prüfstandsentwicklung: Aufbau und Inbetriebnahme eines Funktionsprototyps, Erprobung von Kupplungs-Ansteuerungskonzepten unter realen Bedingungen

Helene Wintersperger, M. Sc., Wiss. Mitarbeiterin, Univ.-Prof. Dr.- Ing. Michael Fister, Geschäftsführender Direktor, Fachgebietsleiter, Dr.-Ing. Christian Spieker, Oberingenieur, Fachgebiet Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge, Institut für Antriebs- und Fahrzeugtechnik, Fachbereich Maschinenbau, Universität Kassel

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Tribologie reibschlüssiger Kupplungen

Moderation:
Dr.-Ing. Thorsten Bartels, Director Performance Testing, BL Oil Additives, Evonik Resource Efficiency GmbH, Darmstadt

Analyse tribologischer Schichten mittels ToF-SIMS – Additiveinflüsse auf das Reibungsverhalten nasslaufender Lamellenkupplungen

• Reibungszahluntersuchungen auf Komponentenprüfstand ZF/FZG KLP-260
• Additiv- und Grundöleinfluss auf Reibungsverhalten
• Grenzflächenuntersuchungen mittels charakteristischer Ionensignale
• Korrelation Reibungsverhalten mit Grenzschichtaufbau

Ulrich Stockinger, M. Sc., Wiss. Mitarbeiter, Dipl.-Ing. Katharina Völkel, Wiss. Mitarbeiterin, Teamleiterin Kupplungsberechnung, Kupplungen und elektro-mechanischer Antrieb, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching; Kristina Mühlenstrodt, M. Sc., Wiss. Mitarbeiterin, Physikalisches Institut, Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Analyse von Verschleißmechanismen nasslaufender Fahrzeugkupplungen mittels tribologischer Belastungstests und Time of Flight Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS)

• Tribologische Analyse von ölgeschmierten Fahrzeugkupplungen eingesetzt in Verteilergetrieben
• Einflussfaktoren auf das Reibungs- und Verschleißverhalten von ölgeschmierten Fahrzeugkupplungen von Verteilergetrieben
• Analyseablauf und Prüfbedingungen zur Untersuchung von Verschleißmechanismen von Stahllamellen aus ölgeschmierten Fahrzeugkupplungen
• ToF-SIMS Analyse als Werkzeug zur Beschreibung charakteristischer Eigenschaften tribologisch funktionaler Schichten von Stahllamellen
• Ergebnisdarstellung der Analyseergebnisse in Bezug zu den eingestellten Prüfbedingungen

Dr.-Ing. Mirjam Bäse, Tribology Specialist, Magna Powertrain GmbH & Co KG, Lannach, Österreich

Einflüsse der Stahllamelle auf das Einlaufverhalten von Lamellenkupplungen

• Charakterisierung des Einlaufs von Lamellenkupplungen
• Vorstellung einer anwendungsspezifischen Versuchs- und Auswertemethodik durch Lastkollektive
• Quantitative Kenngrößen xlin und ΔμStart zur Beschreibung des Einlaufverhaltens
• Einflüsse von Stahllamellenbeschaffenheit und Reibsystem auf das Einlaufverhalten

Dipl.-Ing. Katharina Völkel, Wiss. Mitarbeiterin, Teamleiterin Kupplungsberechnung, Kupplungen und elektro-mechanischer Antrieb,
Dr.-Ing. Hermann Pflaum, Leitungskreis, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Ordinarius, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching

Verschleiß- und Umformbarkeitseigenschaften eines Stahlverbundwerkstoffs für den Einsatz bei Lamellenträgern

• Entfall der Wärmebehandlung durch den Einsatz eines Stahlverbundwerkstoffs
• Mikrostruktur und mechanische Eigenschaften des Stahlverbundwerkstoffs
• Vergleich der Verschleißeigenschaften und der Biegbarkeit zwischen Stahlverbundwerkstoff und Feinkornbaustahl
• Vergleich verschiedener Abstraktionsstufen der Verschleißprüfung von Lammellenträgern

Hinrich Lührs, M. Sc. Umformsimulation und Werkstofftechnik, Werkzeugbau, Dr.-Ing. Kristin Sittig, Leitung Qualitätssicherung Kauf- und Herstellteile, After Sales, Volkswagen AG, Baunatal; Prof. Dr.-Ing. Thomas Niendorf, Institut für Werkstofftechnik, Metallische Werkstoffe, Universität Kassel

Mittagspause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Systemverhalten nasslaufender Kupplungssysteme

Moderation:
Dipl.-Ing. (FH) Inan Cokdogru, Manager Clutch and Tribo Engineering, Transmission Systems, Magna Powertrain, GETRAG B.V. & Co. KG, Untergruppenbach

Vergleich von Reibungszahlverläufen von nasslaufenden Friktionskontakten im gezielten Schlupfbetrieb unter dynamischer Anregung

• Nasslaufende Lamellenkupplung unter dynamischer Anregung
• Friktionskontakt im gezielten Schlupfbetrieb
• Übertagungsverhalten in Wechselwirkung mit dem Restsystem
• Darstellung der Reibungszahlverläufe im Dauerschlupfzustand

Christian Kemper, M. Sc., Wiss. Mitarbeiter, Forschungsgruppe Kupplungen und tribologische Systeme, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Geschäftsführung, KIT Zentrum Mobilitätssysteme, Karlsruhe

Spontanschädigung von nasslaufenden Lamellenkupplungen mit organischen und metallischen Reibbelägen

• Versuchsmethodik Spontanschädigung
• Beanspruchungsseitige Faktoren auf das Spontanschädigungsverhalten
• Spontanschäden bei Sinter- und Papierreibsystemen
• Einflüsse von Belagsteifigkeit, Wassergehalt, Kühlölmenge und nitrierten Stahllamellen auf Spontanschädigung

Thomas Schneider, M. Sc., Wiss. Mitarbeiter, Kupplungen & elektromechanischer Antrieb, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Ordinarius, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching; Dr.-Ing. Maximilian Strebel, Einkauf und Lieferantennetzwerk Antrieb, BMW AG, München

Verbesserung der Systemdynamik einer nasslaufenden Kupplung mittels modellgestützter Regelung

• Modellierung des Übertragungsverhaltens der nasslaufenden Lamellenkupplung
• Vorstellung des Prüfstandes zur Kupplungsregelung
• Anwendung des Rapid Control Prototypings zur Systemanalyse
• Der Gain-Scheduling Regler zur modellbasierten Ansteuerung der Kupplung

Björn Bartholmai, M. Sc., Entwicklungsingenieur, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Fister, Geschäftsführender Direktor, Fachgebietsleiter, Dr.-Ing. Christian Spieker, Oberingenieur, Fachgebiet Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge, Institut für Antriebs- und Fahrzeugtechnik, Fachbereich Maschinenbau, Universität Kassel

Abschlussdiskussion

Ende der Veranstaltung/Besichtigung im Anschluss an die Tagung