In der vorliegenden Arbeit werden zunächst allgemein Funktionsweise und Aufgabe der Kupplung beleuchtet. In der sich eine Darstellung der existierenden Bauarten und Einsatzgebiete einreiht. Sich anschließend wird mit dem Einsatz von Kupplungen im Automobilbau ein Schwerpunkt der Arbeit behandelt. Es werden die vorherrschenden Typen ausführlich beschrieben und die Auslegung einer Reibungskupplung analytisch veranschaulicht. Im Anschluss folgt eine Beschreibung des Direktschaltgetriebes von VW und in diesem Rahmen eine eingehende Darstellung der Funktionsweise der Doppelkupplung. Abschließend erörtert die Arbeit zukünftige Marktchancen des Systems.
Inhaltsverzeichnis
1. Die Aufgabe von Kupplungen im Maschinenbau
1.1. Nicht schaltbare Kupplungen
1.1.1. Starre Kupplungen
1.1.2. Drehstarre Ausgleichskupplungen
1.1.3. Drehnachgiebige Ausgleichskupplungen
1.2. Schaltbare Kupplungen
1.2.1. Fremdbetätigte Kupplungen
1.2.2. Selbstschaltende Kupplungen
2. Kupplungen im Automobilbau
2.1. Reibungskupplung
2.2. Drehmomente der Reibungskupplung
2.3. Auslegung der Reibungskupplung anhand eines Schaltvorganges
3. Doppelkupplungssystem im Direktschaltgetriebe von VW
3.1. Funktionsweise der Doppelkupplung
3.2. Drehmomentübertragung
3.3. Direktschaltgetriebe bei VW
4. Zukunft der Doppelkupplungssysteme
A. Physikalische Größen
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Die vorliegende Seminararbeit verfolgt das Ziel, einen umfassenden Überblick über die Funktionsweise und den Aufbau von Kupplungen im Maschinenbau zu geben, wobei ein besonderer Fokus auf deren Einsatz und Auslegung im Automobilbau sowie speziell auf das Doppelkupplungssystem im Direktschaltgetriebe (DSG) von Volkswagen gelegt wird.
- Grundlagen der Kupplungstypen (schaltbar vs. nicht schaltbar)
- Analytische Auslegung von Reibungskupplungen in Kraftfahrzeugen
- Funktionsweise und Drehmomentübertragung von Doppelkupplungssystemen
- Technologische Vorteile und Marktchancen von DSG-Systemen
Auszug aus dem Buch
1. Die Aufgabe von Kupplungen im Maschinenbau
Kupplungen dienen der Übertragung von Drehmomenten und Drehbewegungen zwischen zwei Wellen. So ist im typischen Fall eines Antriebsstranges die Kupplung mit dem Getriebe das Glied zwischen Antriebs- und Arbeitsmaschine (im Beispiel ein Kraftfahrzeuges zwischen Motor und den Rädern). Kupplungen erfüllen dabei nicht die Aufgabe der Energiewandlung (im Gegensatz zum Getriebe) und weisen im stationären Zustand gleiche Drehmomente im Eingang und Ausgang auf. Darüber hinaus werden Kupplungen auch als Begrenzung, zum Ausgleich von Verlagerungen und zum Schalten des Drehmomentes eingesetzt.
Roloff & Matek unterscheiden drei Funktionen von Kupplungen.
Leitungsfunktion
Die Drehmomentübertragung findet durch Form- oder Kraftschluss an einer oder mehreren Wirkflächen statt. Formschluss wird baulich bedingt erreicht (Klauenkupplung, Zahnkupplungen) während kraftschlüssige Übertragung durch Druck- oder Reibungskräfte erreicht werden kann. Der Zusammenschluss wird einzig über die wirkende Kraft gewährleistet.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Die Aufgabe von Kupplungen im Maschinenbau: Einführung in die allgemeinen Funktionen (Leitung, Ausgleich, Schaltung) und systematische Klassifizierung verschiedener Kupplungsbauarten.
2. Kupplungen im Automobilbau: Detaillierte Betrachtung der Anforderungen im Fahrzeugantrieb sowie eine mathematische Herleitung der Auslegungsgrößen für Reibungskupplungen.
3. Doppelkupplungssystem im Direktschaltgetriebe von VW: Darstellung des Funktionsprinzips und der Drehmomentübertragung der Doppelkupplung als Schlüsselkomponente des DSG zur Steigerung von Komfort und Effizienz.
4. Zukunft der Doppelkupplungssysteme: Analyse der Marktentwicklung und Gegenüberstellung von Vor- und Nachteilen nass- und trockenlaufender Systeme in verschiedenen Fahrzeugsegmenten.
Schlüsselwörter
Kupplung, Maschinenbau, Automobilbau, Reibungskupplung, Direktschaltgetriebe, DSG, Doppelkupplung, Drehmoment, Schaltvorgang, Kraftschluss, Formschluss, Getriebetechnik, Antriebsstrang, Wärmebelastung, Wirkungsgrad.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert Aufbau, Funktion und Auslegung von mechanischen Kupplungen mit einem speziellen Fokus auf deren Anwendung in modernen Kraftfahrzeuggetrieben.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen sind die klassische Kupplungstechnik, die physikalischen Grundlagen der Drehmomentübertragung bei Reibungskupplungen sowie die Funktionsweise des DSG von Volkswagen.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, die Funktionsweise der Doppelkupplung im Direktschaltgetriebe zu erläutern und deren technische Überlegenheit hinsichtlich Effizienz und Fahrkomfort gegenüber herkömmlichen Getrieben darzulegen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit nutzt eine theoretische Analyse und Literaturrecherche, um die physikalischen Gesetzmäßigkeiten, wie sie in VDI-Richtlinien definiert sind, auf die praktische Auslegung von Kupplungen anzuwenden.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in eine allgemeine Einführung in Kupplungstypen, eine mathematische Herleitung für die Kupplungsauslegung sowie eine detaillierte technische Beschreibung des DSG.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die wichtigsten Begriffe sind Kupplung, Direktschaltgetriebe (DSG), Drehmoment, Reibungskupplung und Antriebsstrang.
Wie unterscheidet sich die Doppelkupplung vom Handschaltgetriebe?
Das DSG ermöglicht einen nahtlosen Kraftfluss während des Schaltvorgangs, da der Gangwechsel durch den automatisierten, simultanen Öffnungs- und Schließvorgang zweier Kupplungen ohne Zugkraftunterbrechung erfolgt.
Warum spielt die Wärmebelastung bei der Kupplungsauslegung eine wichtige Rolle?
Die beim Schaltvorgang entstehende Reibungsenergie führt zu Verlustwärme; eine ausreichende Wärmeabfuhr ist entscheidend, um Verschleiß zu minimieren und eine dauerhafte Funktionsfähigkeit zu gewährleisten.
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- Carl Christian Stein (Author), 2005, Kupplungen im Automobilbau und insbesondere im Direktschaltgetriebe von VW, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/58804
