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Innovative Kupplungsscheibe

Hybridkonstruktion ermöglicht die Übertragung hoher Drehmomente bei gutem Komfortverhalten.

Die Kupplung fungiert im Kraftfahrzeug als Trenn- und Bindeglied zwischen Motor und Antriebsstrang. Sie hat einerseits die Aufgabe, den Leistungsfluss zum Wechsel der Getriebeübersetzung oder im Stillstand zu unterbrechen und andererseits die Drehzahldifferenz zwischen Verbrennungsmotor und Antriebsstrang – insbesondere während der Anfahr- und Schaltvorgänge – auszugleichen.

Für komfortables, ruckfreies Anfahren des Fahrzeugs werden in Kupplungen üblicherweise organische Materialien als Reibwerkstoff beziehungsweise Friktionswerkstoff eingesetzt. Die Grenzen zeigen sich jedoch im Bereich des übertragbaren Drehmoments und dem Verschleißverhalten. Insbesondere bei höheren Temperaturen können organische Werkstoffe leicht geschädigt oder zerstört werden.

KIT-Wissenschaftler des IPEK - Institut für Produktentwicklung haben es sich zur Aufgabe gemacht, eine kompakte Kupplungsscheibe insbesondere für anspruchsvolle Antriebssysteme zu entwickeln. Die KIT-Forscher fanden heraus, dass sich anorganische Materialien als Friktionswerkstoff grundsätzlich sehr gut eignen. Anorganische Friktionswerkstoffe, wie beispielsweise monolithische Keramik, ermöglichen deutlich höhere übertragbare Drehmomente bei geringerem Verschleiß und sind thermisch stärker belastbar. Verglichen mit den organischen Friktionswerkstoffen haben die anorganischen Materialien allerdings ein schlechteres Komfortverhalten. Diese Überlegungen führten die Wissenschaftler dazu, eine Kupplungsscheibe in Hybridkonstruktion zu entwickeln, welche Reibbeläge aus anorganischem und organischem Friktionswerkstoff einsetzt und so die Vorteile der beiden Werkstoffe miteinander kombiniert.

Eine Herausforderung bestand darin, die Anpresskraft auf die beiden Reibbeläge und damit das Systemverhalten lebensdauer- beziehungsweise verschleißunabhängig zu gestalten. Die am KIT entwickelte Hybridbauweise führt zu einer Erhöhung des übertragbaren Drehmoments, der Lebensdauer und der thermischen Belastbarkeit – und das bei gleichbleibendem Komfortverhalten. Zudem kann eine Verkleinerung des Kupplungssystems und eine Gewichtseinsparung im Fahrzeug erzielt werden.

Das KIT sucht Partner zur Weiterentwicklung der Technologie und zum Bau eines Prototyps der Kupplungsscheibe.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr.-Ing. Philipp Scherer, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager Mobilität, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-28460

E-Mail: philipp.scherer@kit.edu

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