Erweiterte Analyse ausgewählter Schwingungsphänomene mit dem C & C²-Ansatz am Beispiel einer Einscheibentrockenkupplung

Abstract

Zwangserregtes Kupplungsrupfen ist ein Schwingungsphänomen, dessen Ursache in einer periodischen Modulation der Anpresskraft im Reibkontakt sowie des Drehmoments der Kupplung liegt. Diese periodische Modulation wird im Wesentlichen durch geometrische Abweichungen von der vorgesehenen Gestalt verursacht. Nach wie vor spielt es bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugkupplungen eine große Rolle da die davon verursachten longitudinal Schwingungen des Fahrzeugs zu deutlichen Komforteinbußen der Fahrzeuginsassen führen. Obwohl bereits einige Einflussfaktoren des zwangserregten Kupplungsrupfens qualitativ bekannt sind, gibt es noch nicht für alle Einflussfaktoren geeignete, detaillierte Erklärungsmodelle, die Kupplungsentwicklern beim Verständnis der Wirkzusammenhänge von zwangserregtem Kupplungsrupfen unterstützen. Dies liegt unter anderem an den starken Wechselwirkungen, die über verschiedene Systemebenen auftreten und bisher kaum modelliert wurden. Daher werden in diesem Beitrag Gestalt-Funktion-Zusammenhänge auf zwangserregtes Kupplungsrupfen durch geometrische Abweichungen mithilfe des sogenannten C&C²-Ansatzes nach Albers und Matthiessen näher untersucht. Ein bereits vorhandenes Modell wird dabei um geeignete Granularitäten und Perspektiven erweitert und die Wirkzusammenhänge werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten als sogenannte Sequenzmodelle dargestellt. In einem iterativen Prozess werden sowohl Hypothesen als auch Modelle entwickelt und es werden experimentelle Untersuchungen abgeleitet. Ausgewählte Einflussfaktoren werden hierzu in Form von Variationen an einem Prüfstand untersucht, um die Hypothesen zu verifizieren oder zu falsifizieren, und es werden erste quantitative Ergebnisse gewonnen. Dies ermöglicht die Erklärung von Ursachen für zwangserregtes Kupplungsrupfen die durch bisherige Erklärungsmodelle noch nicht hinreichend genau beschrieben werden, was durch die zum Teil großen Dynamiken der Wirkzusammenhänge begründet ist.