Publikationen

Beurteilung eines 6-Gang-Stufenautomatgetriebes hinsichtlich Gesamtkonzept und Baugruppen. Neben der Literatur-und Patentrecherche sollen die Baugruppen bezüglich Konstruktion, Werkstoff etc. untersucht werden und Lebensdauerberechnungen druchgeführt werden. Zusätzlich wird mit einem 8-Gang-Stufenautomat verglichen.

Im Zuge der stärker in den Fokus rückenden Hybrid- und Elektrofahrzeuge werden auch neue Ladekonzepte erforscht, die vor allem im Bereich Komfort, aber auch im Bezug auf Sicherheit verbesserte Eigenschaften gegenüber den bestehenden konduktiven Ladeverfahren besitzen. Hierzu wird in dieser Arbeit ein Konzept des kontaktlosen induktiven Ladens mit instationärer Primärspule betrachtet und ein Entwurf einer Ladeinfrastruktur mit dreidimensionaler Positionierung entwickelt. Mittels einer Verfahrung soll erreicht werden, dass die Spulen beim Laden ohne Luftspalt in Kontakt stehen. Dadurch ergibt sich u.a. der Vorteil, dass kaum Wechselwirkungen des magnetischen Feldes mit der Umgebung auftreten. Im Rahmen der Arbeit werden Anforderungen an das System gesammelt, verschiedene technische Ansätze erörtert und nach einer Bewertung, der ausgewählte Ansatz ausgelegt sowie virtuell umgesetzt. Zentrale Aspekte bei der Entwicklung der Infrastruktur sind kompakte Abmessungen und die Absicherung vor Umwelteinflüssen. Das entworfene System besitzt die maximalen Maße von 650 mm Länge, 600 mm Breite und 178,5 mm Höhe, bei einem Gesamtgewicht von rund 30 kg. Die Spule verfährt in horizontaler Richtung unter einem Kunststoffgehäuse aus PEI (Polyetherimid), um vor äußeren Einflüssen geschützt zu sein. Bei der vertikalen Verfahrung dient ein Faltenbalg zur Abdichtung des Systems. Zur Gewährleistung eines parallelen Anlegens der Spulen ist ein zusätzlicher Wank- und Nickausgleich in Form einer Federmechanik integriert. Im Vergleich mit anderen Konzepten induktiven Ladens, mit stationären Primärspulen, ergeben sich eine erhöhte Komplexität des Systems und mögliche Störungen der vertikalen Bewegung aufgrund von äußeren Einflüssen wie Schnee und Eis. Schlüsselwörter: Elektrofahrzeug, Kontaktloses Laden, induktiv, konduktiv, Ladekomfort, Ladekonzepte, Luftspalt Null

In der vorliegenden Arbeit werden die grundlegenden tribologischen Eigenschaften zellularer metallischer Werkstoffe (ZMW) im ungeschmierten Gleitversuch ermittelt. Sechs verschiedene, offenporige Schaumproben werden auf einem Tribometer der Konfiguration Kugel/Scheibe untersucht. Der Versuchsumfang umfasst fünf Versuchsreihen, bei denen die Parameter Normalkraft und Gleitgeschwindigkeit variiert werden. Für zwei Proben werden individuelle Zusatzversuche durchgeführt. Die Messergebnisse werden probenspezifisch ausgewertet und das Verhalten in Abhängigkeit von den variierten Parametern und der Porengröße bestimmt. Im Anschluss an die Versuche wird die Reibbahn auf der Probenoberfläche mikroskopisch untersucht, um das Deformations- und Verschleißverhalten der Schaumproben nachzuvollziehen. Die ZMW weisen, abhängig von ihrer stofflichen Zusammensetzung, eine sehr unterschiedliche Standfestigkeit gegenüber tribologischen Belastungen auf. Aus den Messwerten ergibt sich für alle Proben ein indirekt proportionaler Zusammenhang zwischen Reibzahl und Normalkraft sowie eine direkte Proportionalität von Reibzahl und Porengröße. Bei der mikroskopischen Betrachtung ist festzustellen, dass die Reibbahn größtenteils durch plastische Deformation der Schaumstruktur entsteht. Am deutlichsten als reine Auswirkung der tribologischen Belastung sind Abrasionserscheinungen an den Oberflächen der Streben zu erkennen.

Zellulare Werkstoffe besitzen mit ihrem porösen Aufbau interessante Eigenschaften, die neue Anwendungsfelder bieten. Neben organischen bzw. keramischen zellularen Materialien ist vor allem die Klasse der zellularen metallischen Werkstoffe verstärkt in den Fokus der Forschung gerückt. Durch den porösen Aufbau zeigen diese Werkstoffe sehr kleine relative Dichten und eignen sich hervorragend für die Verwendung im Leichtbau. Zudem bietet der poröse Aufbau Anwendungen als Energieabsorptionsmaterial. Es gibt zwei Klassen zellularer metallischer Werkstoffe - offen- und geschlossenporig. Durch unterschiedliche Herstellungsbedingungen (schmelz- oder pulvermetallurgisch) können heutzutage serientechnisch unterschiedliche Metalle verarbeitet werden. Vorwiegend werden Aluminium und dessen Legierungen zu porösen Schaumstrukturen verarbeitet. Eine homogene Porenverteilung ist hierbei Hauptvoraussetzung für gleichverteilte mechanische und funktionelle Eigenschaften. Eine zusätzliche Schutzhülle in Form thermoplastischer Kunststoffe, die in Vorversuchen über einen Umschmelzvorgang appliziert wurde, steht lokalen plastischen Verformungen der inhomogenen Struktur der Metallschäume entgegen. Hier können Hybridverbunde aus zellularen metallischen Werkstoffen mit einer Kunststoffummantelung eine effiziente und anwendungsnahe Lösung darstellen. Vor allem die mechanischen Eigenschaften dieser Metallschaum-Hybrid-Verbunde steigen in hohem Maße gegenüber den Monomaterialien und bieten daher neue Anwendungsgebiete im Bereich des Leichtbaus bzw. einen Einsatz als Energieabsorptionsmaterials.

Zellulare Materialien zeigen aufgrund ihrer porösen Struktur Eigenschaften, mit denen neue Anwendungsgebiete erschlossen werden können. Neben Polymer- und Keramikschäumen rücken besonders metallische zellulare Materialien, vor allem die Metallschäume, in den Mittelpunkt der Forschung. Aufgrund des zellularen Aufbaus dieser Materialien können vergleichsweise geringe spezifische Dichten erreicht werden. Dadurch eignen sich Metallschäume besonders für Leichtbauanwendungen mit gutem Energieabsorptionsvermögen. Die Herstellung zellularer Metalle erfolgt prinzipiell über einen schmelz- oder pulvermetallurgischen Prozess. Mit diesen verschiedenen Verfahren ist es möglich, sowohl geschlossenporige als auch offenporige Metallschäume zu erzeugen. In der Praxis finden zurzeit hauptsächlich Schäume auf Aluminiumbasis in Kleinserien ihre Anwendung. - Für reproduzierbare mechanische aber auch funktionale Eigenschaften ist eine homogene Verteilung der Poren von besonderer Bedeutung. Offenporige Metallschäume besitzen bedingt durch ihren Herstellungsprozess einen homogenen Aufbau im Vergleich zum geschlossenporigen Metallschaum. Durch die Herstellung auf pulvermetallurgischem Weg ergibt sich eine Vielzahl von Parametern, die Einfluss auf die Porenverteilung während des Schäumprozesses nehmen. Neben der Temperaturführung spielen vor allem Legierungsbestandteile und Additive eine wichtige Rolle. Dabei ist vor allem die Struktur-Gefüge-Eigenschaftsbeziehung der zellularen Werkstoffe bedeutend. In diesem Beitrag werden erste Mikro- und Makro-Strukturen von geschlossenporigen Aluminiumschäumen analysiert und verglichen. Dazu werden Additive (beispielsweise Titan aus dem Treibmittel TiH2) auf ihre Verteilung im Material hin untersucht. - Ziel ist es, die Verteilung als auch die Abhängigkeit der Legierungsbestandteile in Bezug auf den Aufschäumprozesses zu analysieren, um eine systematische Optimierung des Herstellungsprozesses in Bezug auf Pulverzusammensetzung, Pulvergrößen, Kompaktierungsgrad, Vorbehandlungen und Temperaturregime zu ermöglichen.