Andrä, G: Hyperelastische Gelenkkupplungen in PKW-Antriebsst

Die vorliegende Arbeit behandelt hyperelastische Gelenkkupplungen, wie sie jährlichweltweit in nahezu allen in heck- und allrad-angetriebenen PKW und leichten Nutzfahrzeugen im Antriebstrang verbaut werden. Diese Kupplungen sorgen für eine metallische Entkopplung der antreibenden Längs-Gelenkwelle von den anschließenden Getrieben und ermöglichen den Betrieb der Gelenkwelle unter Beugewinkeln durch elastische Deformation der Kupplung. Zusätzlich stellen sie einen wichtigen, fahrakustischen Abstimmparameter dar. Die Drehmomentübertragung erfolgt dabei über in Elastomer eingebettete Fadenschlingenpakete, was zu großen elastischen Deformationen der Kupplung im Vergleich zu den angrenzenden metallischen Bauteilen führt. Die Nichtlinearität der Materialien, die starke Anisotropie, die Inhomogenität ihres inneren Aufbaus und die komplexe innere Mechanik der über 300 Einzelfäden pro Schlingenpaket machen diese wartungsfreien Bauteile einer numerischen Analyse nur schwer zugänglich. Bisherige Auslegungsverfahren beruhten auf Erfahrungswerten und einem daraus resultierenden enormen Entwicklungsaufwand sowie suboptimaler Ressourcennutzung. Diese Arbeit soll helfen, diese Lücke zu schließen.Zudem wird in dieser Arbeit ein neues, inzwischen patentiertes Kupplungskonzept vorgestellt, das gegenüber den herkömmlichen Lösungen eine Reihe von Vorteilen aufweist. Dieses Konzept ist insbesondere dazu in der Lage, die vom Kreuzgelenk der Gelenkwelle induzierte Drehungleichförmigkeit energetisch neutralzu eliminieren, da sie als einzige Lösung eine kreuzgelenk-kompatible Kinematik aufweist. Diese Drehungleichförmigkeiten sorgen für Reaktionen in den angrenzenden Lagern und Getrieben, die sich in Geräuschen und Verschleiß äußern können. Eine Reduzierung dieser Erregungen stellt also ein nicht unerhebliches Downsizing-Potential dar. Dabei