Pub Date : 2023-05-30DOI: 10.1007/s10010-023-00672-9
Moritz Rayer, Moritz Wilkowski, Reinhard Schiffers, Jens Stephan
{"title":"Entwicklung von innovativen Faserverbundantriebswellen in Hybridbauweise – Funktionsintegration und Leichtbau über neuartige Materialkombinationen","authors":"Moritz Rayer, Moritz Wilkowski, Reinhard Schiffers, Jens Stephan","doi":"10.1007/s10010-023-00672-9","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00672-9","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"581 - 591"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"41463876","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-30DOI: 10.1007/s10010-023-00669-4
P. Strobl, T. Schneider, K. Voelkel, K. Stahl
{"title":"Influence of the steel plate on the friction behavior of automotive wet disk clutches","authors":"P. Strobl, T. Schneider, K. Voelkel, K. Stahl","doi":"10.1007/s10010-023-00669-4","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00669-4","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"541 - 554"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-30","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"48388377","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-25DOI: 10.1007/s10010-023-00662-x
F. Peters
{"title":"Heat transfer into the laminar wall jet","authors":"F. Peters","doi":"10.1007/s10010-023-00662-x","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00662-x","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"749 - 756"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44122262","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-25DOI: 10.1007/s10010-023-00667-6
Hüseyin Gürbüz, Arne Bischofberger, Sascha Ott
Zusammenfassung Nasslaufende Lamellenkupplungen und Bremsen bieten in elektrischen Antrieben als Schaltelement für ein Mehrganggetriebe oder als Bremse bei radnahen Antrieben weiterhin große Potenziale, um die Effizienz und Regelbarkeit des Antriebsstrangs zu verbessern. Dabei wurde in bisherigen Forschungsarbeiten deutlich, dass sich die Durchmesser der nasslaufenden Lamellenkupplungen aufgrund der hohen Drehzahlen verkleinern und im gleichen Zug die Anzahl an Lamellen erhöhen müssen. Dies bringt neue Herausforderungen für die Effizienz und Regelbarkeit des Schaltelements mit sich. Die vorliegende Arbeit stellt eine Methode vor, um eine Zwangsdistanzierung der Lamellen durch Lamellenseparierungsfedern einzustellen und zum einen die Schleppmomente zu reduzieren und zum anderen die Regelbarkeit solcher Kupplungs- und Bremssysteme zu verbessern. Hierzu wurden experimentelle Voruntersuchungen am IPEK-Institut für Produktentwicklung an konventionellen Lamellenkupplungen und -bremsen durchgeführt und ein Simulationsmodell für den Einsatz von nasslaufenden Lamellenkupplungen in einem schaltbaren E‑Antrieb mit kleineren Reibdurchmessern und hoher Anzahl an Reiblamellen aufgebaut. Die experimentellen Untersuchungen beinhalten Schleppmomentuntersuchungen bei zwei unterschiedlichen Getriebetemperaturen und Dynamikuntersuchungen an einer Bremse sowie Untersuchungen zum Drehmomentübertragungsverhalten im Kupplungsbetrieb. Dabei wurden die Kräfte im Kupplungssystem mittels der Federn variiert und eine Testkombination ermittelt, bei der die Ergebnisse eine deutliche Reduzierung der Drehzahlschwankungen ergeben. Diese Erkenntnisse wurden bei der Auslegung der Hochdrehzahlkupplung herangezogen und anhand von Simulationsuntersuchungen zum Übertragungsverhalten sowie experimentellen Schleppmomentuntersuchungen bis 20.000 min −1 verifiziert. Die vorgestellte Testmethodik kann in der Produktentwicklung eingesetzt werden, um das Systemverhalten von nasslaufenden Lamellenkupplungen in den Betriebszuständen „offen“ und „synchronisieren“ durch den Einsatz von Lamellenseparierungsfedern zu verbessern und Frontloading zu betreiben.
{"title":"Transmission springs for efficient and controllable operation of clutch and brake systems in E-vehicles","authors":"Hüseyin Gürbüz, Arne Bischofberger, Sascha Ott","doi":"10.1007/s10010-023-00667-6","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00667-6","url":null,"abstract":"Zusammenfassung Nasslaufende Lamellenkupplungen und Bremsen bieten in elektrischen Antrieben als Schaltelement für ein Mehrganggetriebe oder als Bremse bei radnahen Antrieben weiterhin große Potenziale, um die Effizienz und Regelbarkeit des Antriebsstrangs zu verbessern. Dabei wurde in bisherigen Forschungsarbeiten deutlich, dass sich die Durchmesser der nasslaufenden Lamellenkupplungen aufgrund der hohen Drehzahlen verkleinern und im gleichen Zug die Anzahl an Lamellen erhöhen müssen. Dies bringt neue Herausforderungen für die Effizienz und Regelbarkeit des Schaltelements mit sich. Die vorliegende Arbeit stellt eine Methode vor, um eine Zwangsdistanzierung der Lamellen durch Lamellenseparierungsfedern einzustellen und zum einen die Schleppmomente zu reduzieren und zum anderen die Regelbarkeit solcher Kupplungs- und Bremssysteme zu verbessern. Hierzu wurden experimentelle Voruntersuchungen am IPEK-Institut für Produktentwicklung an konventionellen Lamellenkupplungen und -bremsen durchgeführt und ein Simulationsmodell für den Einsatz von nasslaufenden Lamellenkupplungen in einem schaltbaren E‑Antrieb mit kleineren Reibdurchmessern und hoher Anzahl an Reiblamellen aufgebaut. Die experimentellen Untersuchungen beinhalten Schleppmomentuntersuchungen bei zwei unterschiedlichen Getriebetemperaturen und Dynamikuntersuchungen an einer Bremse sowie Untersuchungen zum Drehmomentübertragungsverhalten im Kupplungsbetrieb. Dabei wurden die Kräfte im Kupplungssystem mittels der Federn variiert und eine Testkombination ermittelt, bei der die Ergebnisse eine deutliche Reduzierung der Drehzahlschwankungen ergeben. Diese Erkenntnisse wurden bei der Auslegung der Hochdrehzahlkupplung herangezogen und anhand von Simulationsuntersuchungen zum Übertragungsverhalten sowie experimentellen Schleppmomentuntersuchungen bis 20.000 min −1 verifiziert. Die vorgestellte Testmethodik kann in der Produktentwicklung eingesetzt werden, um das Systemverhalten von nasslaufenden Lamellenkupplungen in den Betriebszuständen „offen“ und „synchronisieren“ durch den Einsatz von Lamellenseparierungsfedern zu verbessern und Frontloading zu betreiben.","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"41 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"136284261","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-22DOI: 10.1007/s10010-023-00666-7
M. Uzair, Naveed ur Rehman
{"title":"Optical-irradiance performance investigation to optimize a solar still with internal reflectors and double external boosters","authors":"M. Uzair, Naveed ur Rehman","doi":"10.1007/s10010-023-00666-7","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00666-7","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"739 - 748"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-22","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"43491052","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-16DOI: 10.1007/s10010-023-00663-w
Flavien Foko Foko, Lukas Rüth, Oliver Koch, B. Sauer
{"title":"Multiskaliger Ansatz zur Lebensdauerabschätzung von Wälzlagern mit Hilfe des lokalen Ermüdungsmodells nach Fatemi-Socie","authors":"Flavien Foko Foko, Lukas Rüth, Oliver Koch, B. Sauer","doi":"10.1007/s10010-023-00663-w","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00663-w","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"723 - 738"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-16","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"45952233","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-09DOI: 10.1007/s10010-023-00664-9
Alexander Sutschet, Katharina Bause, Arne Bischofberger, Sascha Ott
Zusammenfassung Nicht nur der Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges emittiert Feinstaub, auch durch das Bremsen und Abrollen des Reifens entstehen solche gesundheitsschädlichen Kleinstpartikel. Deshalb rücken wissenschaftliche Untersuchungen des Bremsenstaubes immer mehr in den Fokus. Im PMP (Particle Measurement Program) wird daher bereits an einer Regulierung der Bremsemissionen von PKW und leichten Fahrzeugen gearbeitet. Auch existieren bereits technische Lösungen wie bspw. Filter [1], Absauganlagen [2] oder auch andere Bremsenbauformen wie Trommelbremsen [3] oder nasslaufende Systemen [4] um Feinstaubemissionen von Bremsen zu minimieren oder gar zu eliminieren. Die bisherigen Lösungen sind jedoch entweder kostenintensiv, aufwendig oder befinden sich noch in der Konzeptphase. Auch die Verlagerung der Bremsfunktion in den Antriebsstrang, wie in [5] ist ein möglicher Ansatz, um der Feinstaubemission in die Umweltentgegenzuwirken. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass es bisher keine gesetzlichen Grundlagen für solche Ansätze gibt. Allein auf Deutschlands Straßen befinden sich derzeit knapp 60 Mio. Fahrzeuge [6] mit konventionellem Radbremssystemen. Daher ist es von essenzieller Bedeutung die Partikelentstehungsmechanismen bestehender Systeme zu verstehen. Dazu gehört die Betrachtung wann, wie, und unter welchen Bedingungen Feinstaub entsteht. Mit diesem Wissen kann dann ein Nutzen für die Entwicklung von Bremssystemen geschaffen werden und ggf. Anpassungen für Fahrzeuge im Feld ermöglicht werden. Durch die Analyse der Verschleißpartikel können auch Erkenntnisse über Reibvorgänge im Friktionssystem gewonnen werden. In diesem Beitrag wird eine Methode zur Messung und Beschreibung von Verschleißpartikel vorgestellt. Mit der Methode soll tiefergehendes Wissen über die Entstehungsmechanismen von Verschleißpartikeln im Friktionskontakt gewonnen werden. Des Weiteren soll zukünftig der Einsatz der Methode die Messung von Verschleißpartikeln als Informationsquelle für das vorliegende Reibverhalten im Friktionskontakt dienen. Dafür erweitern die Autoren den (Kupplungs- und) Bremsprüfstand des IPEK – Institut für Produktentwicklung um ein Probenahmesystem von Verschleißpartikel. Das zu untersuchende Friktionssystem wird in einer Blechkonstruktion umschlossen und so gegen die Umwelt abgeschirmt. Das Gehäuse wird über ein Rohrsystem zur Partikelführung an die Partikelmesseinheiten angebunden. Ein Gebläse erzeugt ein Volumenstrom in dem Rohrsystem, wodurch sich die entstehenden Partikel während einer Bremsung in dem Rohrsystem fortbewegen und dort gemessen werden können. Mit dieser Methode können Einflussparameter auf die Feinstaubentstehung ermittelt und gezielt Maßnahmen zur Reduktion dieser Emissionen abgeleitet werden: Denkbar sind betriebszustandsabhängige Anpassungen der Steuerung und Regelung des Betätigungsvorganges sowie konstruktive Maßnahmen inklusiver der Anpassung der Reibpartner.
{"title":"Particulate matter emissions from dry-running friction systems in vehicles","authors":"Alexander Sutschet, Katharina Bause, Arne Bischofberger, Sascha Ott","doi":"10.1007/s10010-023-00664-9","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00664-9","url":null,"abstract":"Zusammenfassung Nicht nur der Verbrennungsmotor eines Fahrzeuges emittiert Feinstaub, auch durch das Bremsen und Abrollen des Reifens entstehen solche gesundheitsschädlichen Kleinstpartikel. Deshalb rücken wissenschaftliche Untersuchungen des Bremsenstaubes immer mehr in den Fokus. Im PMP (Particle Measurement Program) wird daher bereits an einer Regulierung der Bremsemissionen von PKW und leichten Fahrzeugen gearbeitet. Auch existieren bereits technische Lösungen wie bspw. Filter [1], Absauganlagen [2] oder auch andere Bremsenbauformen wie Trommelbremsen [3] oder nasslaufende Systemen [4] um Feinstaubemissionen von Bremsen zu minimieren oder gar zu eliminieren. Die bisherigen Lösungen sind jedoch entweder kostenintensiv, aufwendig oder befinden sich noch in der Konzeptphase. Auch die Verlagerung der Bremsfunktion in den Antriebsstrang, wie in [5] ist ein möglicher Ansatz, um der Feinstaubemission in die Umweltentgegenzuwirken. Dies bringt jedoch den Nachteil mit sich, dass es bisher keine gesetzlichen Grundlagen für solche Ansätze gibt. Allein auf Deutschlands Straßen befinden sich derzeit knapp 60 Mio. Fahrzeuge [6] mit konventionellem Radbremssystemen. Daher ist es von essenzieller Bedeutung die Partikelentstehungsmechanismen bestehender Systeme zu verstehen. Dazu gehört die Betrachtung wann, wie, und unter welchen Bedingungen Feinstaub entsteht. Mit diesem Wissen kann dann ein Nutzen für die Entwicklung von Bremssystemen geschaffen werden und ggf. Anpassungen für Fahrzeuge im Feld ermöglicht werden. Durch die Analyse der Verschleißpartikel können auch Erkenntnisse über Reibvorgänge im Friktionssystem gewonnen werden. In diesem Beitrag wird eine Methode zur Messung und Beschreibung von Verschleißpartikel vorgestellt. Mit der Methode soll tiefergehendes Wissen über die Entstehungsmechanismen von Verschleißpartikeln im Friktionskontakt gewonnen werden. Des Weiteren soll zukünftig der Einsatz der Methode die Messung von Verschleißpartikeln als Informationsquelle für das vorliegende Reibverhalten im Friktionskontakt dienen. Dafür erweitern die Autoren den (Kupplungs- und) Bremsprüfstand des IPEK – Institut für Produktentwicklung um ein Probenahmesystem von Verschleißpartikel. Das zu untersuchende Friktionssystem wird in einer Blechkonstruktion umschlossen und so gegen die Umwelt abgeschirmt. Das Gehäuse wird über ein Rohrsystem zur Partikelführung an die Partikelmesseinheiten angebunden. Ein Gebläse erzeugt ein Volumenstrom in dem Rohrsystem, wodurch sich die entstehenden Partikel während einer Bremsung in dem Rohrsystem fortbewegen und dort gemessen werden können. Mit dieser Methode können Einflussparameter auf die Feinstaubentstehung ermittelt und gezielt Maßnahmen zur Reduktion dieser Emissionen abgeleitet werden: Denkbar sind betriebszustandsabhängige Anpassungen der Steuerung und Regelung des Betätigungsvorganges sowie konstruktive Maßnahmen inklusiver der Anpassung der Reibpartner.","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"73 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-05-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135713019","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-05-08DOI: 10.1007/s10010-023-00665-8
S. Altenburg, F. Schuchter, K. Bause, A. Albers
{"title":"Nutzung von KI-Methoden für die Kupplungsentwicklung in automobilen Antriebssträngen","authors":"S. Altenburg, F. Schuchter, K. Bause, A. Albers","doi":"10.1007/s10010-023-00665-8","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00665-8","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"571 - 579"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-05-08","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44491520","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-04-25DOI: 10.1007/s10010-023-00661-y
Lukas Pointner-Gabriel, K. Voelkel, H. Pflaum, K. Stahl
{"title":"A methodology for data-driven modeling and prediction of the drag losses of wet clutches","authors":"Lukas Pointner-Gabriel, K. Voelkel, H. Pflaum, K. Stahl","doi":"10.1007/s10010-023-00661-y","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00661-y","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"87 1","pages":"555 - 570"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-04-25","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"44898591","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-03-23DOI: 10.1007/s10010-023-00659-6
J. Binder, M. Jaensch, G. Wachtmeister
{"title":"Verbesserung der Floating-Liner Methode zur Messung der Kolbengruppenreibung durch Einsatz doppelschrägverzahnter Zahnriemen","authors":"J. Binder, M. Jaensch, G. Wachtmeister","doi":"10.1007/s10010-023-00659-6","DOIUrl":"https://doi.org/10.1007/s10010-023-00659-6","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":50431,"journal":{"name":"Forschung Im Ingenieurwesen-Engineering Research","volume":"1 1","pages":"1-11"},"PeriodicalIF":1.1,"publicationDate":"2023-03-23","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"41621560","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"工程技术","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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