VDI-Fachtagung „Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2017“

Anmeldung und Ausgabe der Tagungsunterlagen

Plenum: Kupplungen und Kupplungssysteme in Antrieben 2017 Schwingungsreduzierung in mobilen Systemen 2017

Begrüßung und Eröffnung durch den Tagungsleiter

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Kupplungszukünfte – Trends und Szenarien

• Chancen und Risiken des Wandels in der Antriebssystemtechnik: Elektrifizierung, Automatisierung und CO2-neutrale Mobilität
• Für neue Anwendungsgebiete entwickelte Kupplungssystemprofile
• Umgang mit sich schnell ändernden Anforderungen an Kupplungssysteme wie z.B. die Einflüsse der Mechatronisierung
• Entwicklungsmethoden für neue Systemlösungen in unterschiedlichsten Anwendungen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied der Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Die Zukunft von Kupplungen und Torsionsdämpfern in Fahrzeugantrieben

• Einfluss von Megatrends wie Reduzierung der CO2 Emissionen
• Bauformen für unterschiedliche Fahrzeugtypen vom PKW bis zum schweren LKW
• Veränderungen durch Hybridantriebe und neue Getriebetypen
• Auswirkungen der Elektromobilität

Dr.-Ing. Roland Welter, Leiter Produktlinie Gesamtsystem Kupplungen, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Innovative Systemansätze

Moderation: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Kupplungssysteme für Motorräder – Märkte, Herausforderungen und Innovationen

• Die Ausgangslage – eine Übersicht der heutigen Technik im Bereich Motorradkupplungen
• Die Mission – ein neuer technischer Standard, der mehr Komfort und Sicherheit bietet
• Die Grundidee – ein weiterhin rein mechanisches Prinzip
• Innovative Lösung – ermöglicht durch die Kombination traditioneller Lösungen

Christian Asal, B.Eng., Teamleiter, Entwicklung Kupplungsdruckplatten Motorrad, Dipl.-Ing. Martin Chambrion, Konstrukteur, Entwicklung Motorradkupplung, LuK GmbH & Co. KG, Bühl, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Univ. Markus Thiel, Business Development & Project Manager, Motorradkupplungen, Schaeffler Technologies AG & Co. KG, Herzogenaurach

Konische Kupplung mit Formschluss als alternatives Schaltelement für Automatikgetriebe

• Konzept zur Erhöhung der Funktionalität und des Wirkungsgrades auf Basis eines konischen Reibelements
• Vorstellung der Prüfstandergebnisse hinsichtlich Schleppmomentverhalten des ASAT im Vergleich zum klassischen Lamellensystem
• Auswirkung auf Verbrauchszyklen und Rückschlüsse auf die CO2-Reduktion
• Darstellung der virtuellen Umsetzung des Konzepts in einem Stufenautomatikgetriebe

Staatl. gepr. Maschinenbautechniker Peter Echtler, Leiter Vorentwicklung, Unternehmensbereich Antriebstechnik, Dr. Ansgar Damm ppa., Executive Vice President, Leiter Forschung und Entwicklung, HOERBIGER Antriebstechnik Holding GmbH, Schongau; Marco Mileti, M.Sc., wissenschaftlicher Mitarbeiter, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching

Kupplungen für den Einsatz in Bahnantrieben – Vorstellung neuer Auslegungsalgorithmen für hoch verlagerungsfähige Zahnkupplungen

• Aufbau von Bahnantrieben und Abgrenzung der Zahnkupplungen zu anderen Kupplungssystemen
• Kinematik von Zahnkupplungen
• Auslegungsalgorithmen und verbesserte Berechnung durch detaillierte Berücksichtigung der örtlichen Beanspruchungen
• Vorstellung neuer Ansätze zur Festigkeitsberechnung

Dr.-Ing. Thomas Hähnel, Leiter Entwicklung und Konstruktion, KWD Kupplungswerk Dresden GmbH, Prof. Dr.-Ing. Christoph Spensberger, Professur Rechnergestützte Konstruktion/ Maschinenelemente, Bereich Grundlagen Maschinenbau, Fakultät Maschinenbau, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (HTW)

Mittagspause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Trockene Kupplungssysteme

Moderation: Dr. (INSA Lyon) Dipl.-Ing. Benedikt Schauder, ZF Friedrichshafen AG, Schweinfurt

Methode zur Ermittlung der zulässigen thermomechanischen
Beanspruchbarkeit trockenlaufender Friktionssysteme

• Definition der anwendungsspezifischen Leistungsgrenze
• Herangehensweise zur Ermittlung und Identifikation der Leistungsgrenze
• Experimentelle Ermittlung des schädigungsfreien Raums
• Charakterisierung der Friktionspaarung und Identifikation der
  anwendungsspezifischen Leistungsgrenze

Thomas Klotz, M.Sc., akademischer Mitarbeiter, Forschungsgruppe
Kupplungen und tribologische Systeme, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c.
Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott,
Mitglied der Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung,
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Potenzialstudie zur Leistungssteigerung von trockenlaufenden Kupplungssystemen mittels Temperaturverteilungsmessung

• Temperaturverteilung in trockenlaufenden Kupplungssystemen
• Sensitivitätsanalyse von Reibarbeit und -leistung
• Neuartige Methode zur Analyse des Wirkflächenpaares
• Faseroptische Messtechnik mit hoher räumlicher Messdichte

Dipl.-Ing. Jonas Kniel, akademischer Mitarbeiter, Forschungsgruppe Kupplungen und tribologische Systeme, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied der Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Simulationsumgebung zur Unterstützung der Kupplungsauslegung

• Statische Auslegung und Analyse der Dynamik des Kupplungssystems
• Simulationen der dynamischen Phänomene im Gesamtsystem
• Einsatz der Co-Simulationen zur Analyse der Wechselwirkung
• Automatisierung des Auslegungsprozesses mittels Chain-Simulationen

Dr.-Ing. Arsenty Tikhomolov, Senior Spezialist, Entwicklung Dynamik, Dr.-Ing. (Rus) Alexander Zaytsev, Senior Spezialist, Entwicklung Berechnung, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Kaffeepause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Auslegung und Simulation bei konventionellen und hybriden Systemen

Moderation: Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Fakultät für Maschinenwesen, Technische Universität München, Garching

Innovative Systementwicklung für automatisierte Antriebsstränge – Kupplungssysteme / Hybridsysteme

• Marktanforderungen, Auslegung, kulturelle Hintergründe im Hinblick auf weltweite Märkte bei Lastkollektiven
• Herausforderung Software-Entwicklung vs. Reifegrad des Produkts – intelligente sowie komplexe Integration am Beispiel etablierter Kupplungsschutzstrategien
• Sicherstellen des Projekterfolges durch weltweite Informationsbeschaffung mittels Vernetzung von Hardware und Software
• Herausforderungen in der Systementwicklung durch zunehmende Elektrifizierung / Hybridisierung der Antriebsstränge

Georg Maier, M.Eng, Senior Specialist System Engineering, Dipl.-Ing. (FH) Andreas Wassmer, Teamleiter Produktentwicklung, Abteilung Systemintegration, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Ermittlung des Übertragungs- und Systemverhaltens nasslaufender Lamellenpakete im Schlupfbetrieb unter Berücksichtigung der Systemwechselwirkungen

• Charakterisierung durch versuchsgestützte Analysen von nasslaufenden Lamellenpaketen im Schlupfbetrieb
• Bestimmung des System- und Übertragungsverhaltens durch neue Validierungsmethoden und Prüftechnologien
• Abbildung der Systemwechselwirkungen mit dem Antriebssystem
• Darstellung des Übertragungsverhaltens durch Anwendung des IPEK-XiL-Ansatzes auf ein neues Prüfstandssystem

Michael Basiewicz, M.Sc., Gruppenleiter, Forschungsgruppe Kupplungen und tribologische Systeme, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, Sprecher der Institutsleitung, Dipl.-Ing. Sascha Ott, Mitglied der Institutsleitung, IPEK – Institut für Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Echtzeit-Analyse des Trennverhaltens von Lamellenkupplungen - Einfluss auf die Systemfunktion und dessen Reproduzierbarkeit

• Nutzen einer Online Positionsbestimmung nasslaufender Reiblamellen
• Diskussion verschiedener Messkonzepte und kritische Bewertung der Systeme
• Bedeutung der Lamellenposition für Leistungsfähigkeit, Regelbarkeit und Schleppverluste
• Präsentation erster Studien und Darstellung der Ergebnisse

Dipl.-Ing. Florian Markowsky, R&D Project Manager Wet Friction, Dipl.-Ing. (FH) Andreas Promberger, R&D, Dipl.-Ing. (FH) Falk Nickel, Head R&D, Miba Fritec GmbH, Roitham, Österreich

Einfluss des Nutdesigns von nasslaufenden Kupplungslamellen auf das Strömungsverhalten im Lüftspalt

• Vorstellung eins Einlamellenprüfstandes zur Schleppmomentmessung
• Darstellung der Abhängigkeit des Schleppmoments von verschiedenen Betriebsparametern
• Einfluss der Geometrieparameter einer radialen Nutzung auf das Schleppmoment
• Vorstellung eines CFD – Berechnungsmodells
• Vergleich der Mess- und Berechnungsergebnisse

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

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.

Potentiale: Reibung & Effizienz

Moderation: Dr.-Ing. Arne Krüger, Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG, Weissach

Zeiteffiziente Methodik zur Ermittlung des Reibungsverhaltens nasslaufender Lamellenkupplungen mit Carbon-Reibbelag

• Komponentenerprobung mit Prüfstand KLP-260
• Vorstellung der Prüfmethodik zur reproduzierbaren Beschreibung des Reibungsverhaltens
• Bewertung des Konditionierungsverhaltens
• Untersuchungen zum Schmierstoffeinfluss auf das Reibungsverhalten

Ulrich Stockinger, M.Sc., wissenschaftlicher Mitarbeiter, Dr.-Ing. Hermann Pflaum, Abteilungsleiter Kupplungen und elektromechanischer Antrieb, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Ordinarius, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Technische Universität München, Garching

Reibungsverhalten nasslaufender Lamellenkupplungen am Übergang Haftreibung – Gleitreibung

• Darstellung der Versuchs- und Auswertungsmethodik
• Erläuterung anhand einer ausgewählten Reib-/Schmierstoffpaarung
• Reibungsverhalten bei Lastschaltungen, Langsamlauf- und Mikroschlupf
• Bewertung bezüglich betriebssicherer Auslegung und Dimensionierung

Dipl.-Ing. (FH) Georg Johann Meingaßner, ehemals wissenschaftlicher Mitarbeiter, Dr.-Ing. Hermann Pflaum, Abteilungsleiter Kupplungen und elektromechanischer Antrieb, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl, Ordinarius, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder und Getriebebau (FZG), Technische Universität München, Garching

Schnellschaltende Kupplung zur Reduzierung von Reibverlusten während des Synchronisationsvorgangs

• Anwendung der Kupplung in der Fahrzeugtechnik
• Anwendung des Prinzips eines elektrischen Umrichters in der Mechanik Simulation und Auslegung der Kupplungselemente, um Funktion zu gewährleisten
• Simulation des Antriebsstranges, um Anregungen des Systems zu
  bewerten

Helene Wintersperger, M.Sc., wissenschaftliche Mitarbeiterin, 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

Betätigungssysteme

Moderation: Dr.-Ing. Roland Welter, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Substitution von Metallen durch thermoplastische Hochleistungspolymere in der Kupplungsakuatorik bei Nutzfahrzeugen

• Optimierung der Bauteilstruktur durch die frühzeitige Einbindung von Berechnungstools (FEA, Moldflow) und deren Verknüpfung
• Detaillierte Vorhersage des Bauteilverhaltens durch die Simulation von Fertigungsprozessen
• Chancen der Integration von Zusatzfunktionen in die zu substituierenden Komponente durch die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen
• Heutige Grenzen aus wirtschaftlicher und funktioneller Sicht sowie Ausblick auf weitere mögliche Einsatzgebiete

Dipl.-Ing. Maschinenbau (FH) Rolf Seidl, Director Design Clutch Actuation Systems, FTE automotive GmbH, Ebern

Clutch-by-Wire - Eine Technologie mit vielen Optionen

• Integration der Segelfunktion mittels Clutch-by-Wire zur Reduktion des Treibstoffverbrauchs und auch des Emissionsausstoßes
• Implementierung eines Plug and Play Systems unter Berücksichtigung eines geeigneten Aktuatorkonzeptes
• Erreichung größtmöglicher Flexibilität für den Kunden durch den Einsatz von elektromechanischen oder elektrohydraulischen Aktuatoren
• Darstellung von Anwendungsfällen und Möglichkeiten

Dipl.-Ing. (FH) Jörg Buhl, Leiter Konstruktion Betätigungssysteme, Entwicklung PKW Kupplungssysteme, Dipl.-Ing. (FH) Fred Mäder, Entwicklung PKW Betätigungssysteme, Dipl.-Ing. (FH) Matthias Hochrein, Leiter Mechatronikentwicklung, Automatisierte Schaltgetriebe, ZF Friedrichshafen AG, Schweinfurt

Hydraulische Betätigungssysteme für nass-laufende Kupplungen

• Verlustleistung in der Betätigung von Kupplungssystemen
• Betrachtung verschiedener Betätigungskonzepte
• Einfluss des Lagerungskonzepts auf die Verlustleistung in nassen Kupplungssystemen
• Einfluss der Dichtungskonzepte auf die Verlustleistung in nassen Kupplungssystemen

Dipl.-Ing. (BA) Frank Frietsch, Teamleiter Konstruktion, Dipl.-Ing. Bernhard Wolf, Leiter Entwicklung Ausrücksysteme, LuK GmbH & Co. KG, Bühl

Mittagspause mit Besuch der Fach- und Posterausstellung

Tribologie & Kühlverhalten nasslaufender Kupplungen

Moderation: Dipl.-Ing. (FH) Inan Cokdogru, GETRAG Getriebe- und
Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH & Cie KG, Untergruppenbach

Kühlverhalten nasslaufender Lamellenkupplungen in neuen
Anwendungen

• Thermischer Haushalt nasslaufender Lamellenkupplungen
• Einflussgrößen auf das Temperatur- und Kühlverhalten
• Thermische Simulation mit dem FVA-Programm KUPSIM
• Abgleich von Temperaturverläufen aus Messungen und Berechnungen

Dipl.-Ing. Anna Katharina Völkel, wissenschaftliche Mitarbeiterin,
Dr.-Ing. Hermann Pflaum, Abteilungsleiter, Prof. Dr.-Ing. Karsten Stahl,
Ordinarius, Lehrstuhl für Maschinenelemente, Forschungsstelle für Zahnräder
und Getriebebau (FZG), Technische Universität München, Garching

Verschleißverhalten organischer Reibbeläge in nassen Kupplungen & Bremsen

• Tests am Lamellenprüfstand
• Einfluss des Lamellentemperaturniveaus auf Belagverschleiß
• Berücksichtigung des kritischen Temperaturniveaus bei Auslegung

Dipl.-Ing. (FH) Norbert Holzer, Entwicklungsingenieur, Schaltungskomponenten und -systeme, Zentrale Forschung und Entwicklung, ZF Friedrichshafen AG, Friedrichshafen

Verteilung der Flächenpressung im Reibspalt – Vorstellung und Anwendung eines neuen Messverfahrens für nasslaufende Anfahrkupplungen

• Bedeutung wirkender Flächenpressung im tribologischen System nasslaufender Doppelkupplungen
• Messtechnische Erfassung örtlich variierender Flächenpressungen im rotierenden Lamellenpaket
• Zusammenhang von Pressungs- & Temperaturverteilung im Reibspalt
• Möglichkeiten der Optimierung nasslaufender Kupplungssysteme

Dipl.-Ing. Christoph Schlösser, Versuchsingenieur, Entwicklung Geschäftsfeld Getriebe, Erprobung Doppelkupplungen und Tribologie, Volkswagen AG, Werk Kassel, Baunatal, Prof. Dr.-Ing. Michael Fister, Leiter, Fachgebiet Mechatronik mit dem Schwerpunkt Fahrzeuge, Institut für Antriebs- und Fahrzeugtechnik, Universität Kassel

Schlussworte und Zusammenfassung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Albert Albers, IPEK – Institut für
Produktentwicklung, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Im Anschluss: Besichtigung

Transfer nach Karlsruhe – Start der Besichtigung vor Ort ca. 15:45 Uhr

Besichtigen Sie modernste Kupplungs- und Antriebssystemprüfstände am IPEK – Institut für Produktentwicklung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Erleben Sie eine durchgängige Kupplungs- und Antriebssyste- Validierungsumgebung!

• Modellbasierte Entwicklungs- und Validierungsmethoden für Kupplungen und Antriebssysteme
• Live Demonstration der über virtuelle und reale Modelle gekoppelten Prüfstände
• Moderne Komponenten- und Antriebsstrangprüfstände
• Echtzeitsimulation von Antriebssystemen an Kupplungs- und ZMS-Prüfständen
• Teilelektrifizierte Antriebssystemuntersuchungen
• Mess- und Analysemethoden für Antriebselemente

Es steht nur eine begrenzte Platzanzahl zur Verfügung. Die Besichtigung ist eine hervorragende Ergänzung im Vorfeld zum VDI-Spezialtag „Validierung und Verifizierung“. Teilnehmer dieses Spezialtages werden bevorzugt.