Im Maschinen- und Fahrzeugbau wird die erfolgreiche Auslegung komplexer Antriebssysteme zunehmend durch leistungsfähige Simulationstechniken unterstützt. Das dynamische Zusammenspiel von verschiedenartig aufgebauten und miteinander vernetzten Teilsystemen aus unterschiedlichen physikalischen Domänen kann ausschließlich durch eine ganzheitliche Systembetrachtung untersucht und optimiert werden. Hierbei stehen besonders die Funktion, Effizienz und Prozesssicherheit in der Produktherstellung im Vordergrund. Dieser Beitrag beinhaltet die Entwicklung von Bibliothekselementen zur effektiven Simulation von Band- und Koppelgetrieben innerhalb einer Simulationsumgebung. Mit einem speziell für ebene Mechanismen erarbeiteten seriellen Schnittstellenkonzept lassen sich innerhalb kurzer Zeit beliebige Getriebestrukturen frei zu einem vollständigen Antriebssystem aufbauen. Mit den neu geschaffenen Elementen können neben den allgemein bekannten Getriebeaufbauten auch Bandgetriebe modelliert werden, bei denen ein Zugmittel über Unrundscheiben, lose und feste Rollen, durch eine Abzugsdüse oder sogar über Glieder von Koppelgetrieben geführt wird. Zudem wird ein praktikables Verfahren zur Maßsynthese von Ausgleichsmechanismen mit Feder-Bandgetrieben vorgestellt sowie ein vollständiges Bewertungskriterium, das eine sichere Aussage über die physikalische Existenz einer berechneten Bandkurvenscheibenkontur hinsichtlich Stetigkeit und Konvexität zulässt. Abschließend wird anhand von Beispielen die Leistungsfähigkeit der neuen Elemente im Kontext der Gesamtsimulation demonstriert. / This paper shows the development of library elements for effective simulation of planar band mechanism and linkage gears. A specially design concept for planar mechanisms interface is able to save modelling time to build up multiple transmission structures for a complete drive system. Only by a few steps band transmissions can be modeled in which a band winded on cam discs as well as loose and fixed pulleys, eyelets of textile machines or even guided by a couple point of a linkage gear.

Originally presented as the author's Thesis--Universität Hannover, 2008. / Includes bibliographical references.

Techn. Universiẗat, Diss., 2002--Chemnitz.

Das Kolloquium Getriebetechnik findet seit 1995 im zweijährigen Turnus statt. Im aktuellen Tagungsband zum 9. Kolloquium in Chemnitz werden in 22 Fachbeiträgen aktuelle Lehr- und Forschungsschwerpunkte aus den Gebieten der Bewegungs-, Getriebe,- und Antriebstechnik, Berechnung und Simulation bis hin zu internetbasierten Wissensportalen vorgestellt. Besondere Themenschwerpunkte sind einerseits die aktuellen und zukünftigen Ausbildungsstrategien im Themengebiet der ungleichmäßig übersetzenden Getriebe an den Universitäten und Fachhochschulen. Andererseits werden die aktuellen F&E-Aktivitäten der einzelnen Professuren und Institute sowie Applikationen von Firmen präsentiert. Dabei stehen heute neben den mechatronischen Antriebssystemen auch verstärkt werkstofftechnisch bzw. bionisch geprägte Konzeptideen im Focus. Neben neuen und effizienten CAD-Lösungsstrategien zeigen die Beiträge ganzheitliche Lösungsansätze sowie den Einsatz der Mehrkörpersimulation und FEM im Umfeld der Getriebeentwicklung.

Im Vortrag werden die komplexen und teilweise konträren Herausforderungen an zukünftige automobile Antriebsstränge und Getriebesysteme vorgestellt. Die klassische Suche nach neuen Antriebssträngen, basierend auf Intuition und Expertenwissen, kann diesen vielseitigen Zielstellungen kaum noch gerecht werden. Aus diesem Grund wird ein neuer methodischer Ansatz vorgestellt, mit dem konventionelle und hybride Getriebekonzepte rechnergestützt generiert werden können. Die Voraussetzung dafür bildet die eindeutige und kompakte mathematische Abbildung von beliebigen Getriebesystemen oder ganzen Antriebssträngen im Computer auf Basis eines Wellenmodells. Diese Codierung lässt sich effizient hinsichtlich diverser kinematischer und kinetischer Belastungen für frei wählbare Freiheitsgrade analysieren. Die rechnergestützte Synthese und Bewertung neuer Getriebe wird am Beispiel von Planetenautomatikgetrieben vorgestellt, wobei alle kombinatorisch möglichen konventionellen und hybriden Systeme Beachtung finden. Beispielsweise werden für eine aktuell typische Anzahl an Planetenradsätzen und Schaltelementen mehrere hundert Milliarden Getriebevarianten untersucht. Am Ende eines Syntheselaufs werden dem Entwicklungsingenieur die besten Systeme in einem Ranking vorgeschlagen. Der Vortrag schließt mit der Vorstellung exemplarischer Ergebnisse dieser neuen Entwicklungsmethode. Das neue Achtgang-Hybrid-Automatikgetriebe und das neue Neungang-Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe verdeutlichen die Entwicklungspotentiale zukünftiger Getriebesysteme, bei denen hochfunktionale und effiziente Eigenschaften mit kleinstmöglichem mechanischem Aufwand, geringen Kosten und Bauraum kombiniert werden. Die IAV GmbH nutzt dieses Entwicklungstool erfolgreich zur Erzeugung von verschiedenen Getriebearten, wie Planetenautomatikgetrieben, Doppelkupplungsgetrieben, Handschaltgetrieben und stufenlos leistungsverzweigten Getrieben mit mechanischem oder elektrischem Variator.

Das Kolloquium Getriebetechnik findet seit 1995 im zweijährigen Turnus statt. Im aktuellen Tagungsband zum 9. Kolloquium in Chemnitz werden in 22 Fachbeiträgen aktuelle Lehr- und Forschungsschwerpunkte aus den Gebieten der Bewegungs-, Getriebe,- und Antriebstechnik, Berechnung und Simulation bis hin zu internetbasierten Wissensportalen vorgestellt. Besondere Themenschwerpunkte sind einerseits die aktuellen und zukünftigen Ausbildungsstrategien im Themengebiet der ungleichmäßig übersetzenden Getriebe an den Universitäten und Fachhochschulen. Andererseits werden die aktuellen F&E-Aktivitäten der einzelnen Professuren und Institute sowie Applikationen von Firmen präsentiert. Dabei stehen heute neben den mechatronischen Antriebssystemen auch verstärkt werkstofftechnisch bzw. bionisch geprägte Konzeptideen im Focus. Neben neuen und effizienten CAD-Lösungsstrategien zeigen die Beiträge ganzheitliche Lösungsansätze sowie den Einsatz der Mehrkörpersimulation und FEM im Umfeld der Getriebeentwicklung.

Das Kolloquium Getriebetechnik findet seit 1995 im zweijährigen Turnus statt. Im aktuellen Tagungsband zum 9. Kolloquium in Chemnitz werden in 22 Fachbeiträgen aktuelle Lehr- und Forschungsschwerpunkte aus den Gebieten der Bewegungs-, Getriebe,- und Antriebstechnik, Berechnung und Simulation bis hin zu internetbasierten Wissensportalen vorgestellt. Besondere Themenschwerpunkte sind einerseits die aktuellen und zukünftigen Ausbildungsstrategien im Themengebiet der ungleichmäßig übersetzenden Getriebe an den Universitäten und Fachhochschulen. Andererseits werden die aktuellen F&E-Aktivitäten der einzelnen Professuren und Institute sowie Applikationen von Firmen präsentiert. Dabei stehen heute neben den mechatronischen Antriebssystemen auch verstärkt werkstofftechnisch bzw. bionisch geprägte Konzeptideen im Focus. Neben neuen und effizienten CAD-Lösungsstrategien zeigen die Beiträge ganzheitliche Lösungsansätze sowie den Einsatz der Mehrkörpersimulation und FEM im Umfeld der Getriebeentwicklung.

Im Maschinen- und Fahrzeugbau wird die erfolgreiche Auslegung komplexer Antriebssysteme zunehmend durch leistungsfähige Simulationstechniken unterstützt. Das dynamische Zusammenspiel von verschiedenartig aufgebauten und miteinander vernetzten Teilsystemen aus unterschiedlichen physikalischen Domänen kann ausschließlich durch eine ganzheitliche Systembetrachtung untersucht und optimiert werden. Hierbei stehen besonders die Funktion, Effizienz und Prozesssicherheit in der Produktherstellung im Vordergrund. Dieser Beitrag beinhaltet die Entwicklung von Bibliothekselementen zur effektiven Simulation von Band- und Koppelgetrieben innerhalb einer Simulationsumgebung. Mit einem speziell für ebene Mechanismen erarbeiteten seriellen Schnittstellenkonzept lassen sich innerhalb kurzer Zeit beliebige Getriebestrukturen frei zu einem vollständigen Antriebssystem aufbauen. Mit den neu geschaffenen Elementen können neben den allgemein bekannten Getriebeaufbauten auch Bandgetriebe modelliert werden, bei denen ein Zugmittel über Unrundscheiben, lose und feste Rollen, durch eine Abzugsdüse oder sogar über Glieder von Koppelgetrieben geführt wird. Zudem wird ein praktikables Verfahren zur Maßsynthese von Ausgleichsmechanismen mit Feder-Bandgetrieben vorgestellt sowie ein vollständiges Bewertungskriterium, das eine sichere Aussage über die physikalische Existenz einer berechneten Bandkurvenscheibenkontur hinsichtlich Stetigkeit und Konvexität zulässt. Abschließend wird anhand von Beispielen die Leistungsfähigkeit der neuen Elemente im Kontext der Gesamtsimulation demonstriert. / This paper shows the development of library elements for effective simulation of planar band mechanism and linkage gears. A specially design concept for planar mechanisms interface is able to save modelling time to build up multiple transmission structures for a complete drive system. Only by a few steps band transmissions can be modeled in which a band winded on cam discs as well as loose and fixed pulleys, eyelets of textile machines or even guided by a couple point of a linkage gear.

Im Vortrag werden die komplexen und teilweise konträren Herausforderungen an zukünftige automobile Antriebsstränge und Getriebesysteme vorgestellt. Die klassische Suche nach neuen Antriebssträngen, basierend auf Intuition und Expertenwissen, kann diesen vielseitigen Zielstellungen kaum noch gerecht werden. Aus diesem Grund wird ein neuer methodischer Ansatz vorgestellt, mit dem konventionelle und hybride Getriebekonzepte rechnergestützt generiert werden können. Die Voraussetzung dafür bildet die eindeutige und kompakte mathematische Abbildung von beliebigen Getriebesystemen oder ganzen Antriebssträngen im Computer auf Basis eines Wellenmodells. Diese Codierung lässt sich effizient hinsichtlich diverser kinematischer und kinetischer Belastungen für frei wählbare Freiheitsgrade analysieren. Die rechnergestützte Synthese und Bewertung neuer Getriebe wird am Beispiel von Planetenautomatikgetrieben vorgestellt, wobei alle kombinatorisch möglichen konventionellen und hybriden Systeme Beachtung finden. Beispielsweise werden für eine aktuell typische Anzahl an Planetenradsätzen und Schaltelementen mehrere hundert Milliarden Getriebevarianten untersucht. Am Ende eines Syntheselaufs werden dem Entwicklungsingenieur die besten Systeme in einem Ranking vorgeschlagen. Der Vortrag schließt mit der Vorstellung exemplarischer Ergebnisse dieser neuen Entwicklungsmethode. Das neue Achtgang-Hybrid-Automatikgetriebe und das neue Neungang-Hybrid-Doppelkupplungsgetriebe verdeutlichen die Entwicklungspotentiale zukünftiger Getriebesysteme, bei denen hochfunktionale und effiziente Eigenschaften mit kleinstmöglichem mechanischem Aufwand, geringen Kosten und Bauraum kombiniert werden. Die IAV GmbH nutzt dieses Entwicklungstool erfolgreich zur Erzeugung von verschiedenen Getriebearten, wie Planetenautomatikgetrieben, Doppelkupplungsgetrieben, Handschaltgetrieben und stufenlos leistungsverzweigten Getrieben mit mechanischem oder elektrischem Variator.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Gleichungen und Methoden zur Berechnung nicht-koaxial gekoppelte, insbesondere offener Umlaufrädergetriebe erweitert. Eine Formelsammlungen fasst bekannte und neue Gleichungen für offene und rückkehrende Umlaufrädergetriebe zusammen. Ein methodischer Ansatz der Getriebesynthese (Ermittlung von Übersetzungen und Zähnezahlen) für derartige, im Dreiwellenbetrieb genutzte Getriebe, wird unter Beachtung definierter Mindestanforderungen entwickelt. Die neuen Berechnungstheorien und Methoden der Getriebesynthese werden am Beispiel der Herleitung optimaler Getriebekonfigurationen für die Antriebsstränge von Orbital-Bearbeitungsmaschinen gezeigt und mittels Systemsimulation verifiziert. Einsatzgrenzen sowie Konstruktionsrichtlinien werden für diese Maschinengattung abgeleitet.:1 Einleitung der Arbeit 2 Grundlagen der Umlaufrädergetriebe 3 Berechnung der Umlaufrädergetriebe 4 Orbital-Bearbeitungsmaschine 5 Getriebesynthese 6 Systemsimulation einer Orbital-Bearbeitungsmaschine 7 Schlussbetrachtungen der Arbeit Anlagen / In this paper, equations and methods for the calculation of non-coaxially coupled, in particular open planetary gearboxes are extended. A collection of formulas summarizes known and new equations for open and standard planetary gearboxes. A methodical approach of gear synthesis (determination of ratios and numbers of teeth) for such gearboxes driven in three-shaft operation is developed under consideration of defined minimum requirements. The new calculation theories and methods of gear synthesis are demonstrated using the example of deriving optimal gear configurations for the drive trains of orbital machining centres and verified by means of system simulation. Application limits and design guidelines are derived for this type of machine tool.:1 Einleitung der Arbeit 2 Grundlagen der Umlaufrädergetriebe 3 Berechnung der Umlaufrädergetriebe 4 Orbital-Bearbeitungsmaschine 5 Getriebesynthese 6 Systemsimulation einer Orbital-Bearbeitungsmaschine 7 Schlussbetrachtungen der Arbeit Anlagen