Thermischer Haushalt nasslaufender Lamellenkupplungen für industrielle Anwendungen

Forschungsthema

Kurztitel KupSim 4.0
Projektende 2022
Förderung FVA-Nr. 413/IV
Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., FVA
Kontakt Abteilung Kupplungen und elektro-mechanischer Antrieb

Projektbeschreibung

Funktion und Lebensdauer nasslaufender Lamellenkupplungen hängen maßgeblich von den im Kupplungspaket auftretenden Temperaturen ab. Demnach ist eine genaue Kenntnis des thermischen Verhaltens der Kupplung für deren Auslegung und Konstruktion von hoher Bedeutung. Hierbei ist neben der während der Schaltung auftretenden Temperaturen auch das thermische Verhalten in der Abkühlphase sowie bei Schaltungsfolgen wichtig. Hierzu wurde aufbauend auf bestehenden thermischen Rechenmodellen die neue Programmversion KUPSIM 4.0 entwickelt, die den thermischen Haushalt von Anwendungen im maritimen/industriellen Bereich sowie in automobilen Anwendungen vollumfänglich berechnet. Gegenüber bisheriger Programmversionen werden in der Programmversion KUPSIM 4.0 tiefergehende Erweiterungen in Bezug auf die Bedingungen bei industriellen Kupplungen und Bremsen gelegt. Unter anderem kann nun auch der Staudruck, der sich in abgedichteten Kupplungen ausbildet, von KUPSIM berücksichtigt werden. Die Ausbildung des Staudrucks ist dabei mittels CFD-Simulationen validiert (siehe Abbildung).

Des Weiteren können nun auch Nutbilder mit Förderwirkung sowie großen Nutquerschnitten berücksichtigt werden. Industrielle Kupplungs- und Bremssysteme werden in der Praxis oft tauchgeschmiert. KUPSIM 4.0 ermöglicht nun auch die thermische Nachrechnung dieser Systeme. Zudem sind nun umfangreiche Möglichkeiten zur Vorgabe von Zuständen unter Dauerschlupf implementiert.

Aufgrund umfangreicher Änderungen in der Programmstruktur, liegt nun ein vollständig neu strukturierter und optimierter Rechenkern vor, der eine optimierte Berechnung unter deutlicher Verbesserung der Gesamtperformance garantiert. Darüber hinaus ist durch die neue grafische Benutzeroberfläche eine intuitive Parametrisierung der thermischen Berechnung möglich.