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Arbeitsgruppe Textile Maschinenelemente
Motivation

Motivation

Bedingt durch immer kürzer werdende Produktionszyklen ist es in den vergangenen Jahren zu einer Wandlung in der tra­di­tionel­len Branche Maschinenbau gekommen. Teilweise werden bisher verwendete Materialien bzw. Wirkprinzipien in Frage gestellt und durch alternative Lösungen ersetzt und ergänzt. Von großem Einfluss sind dabei die bewegten Massen und damit auch die Energie- sowie Ressourceneffizienz. Diese Neustrukturierung trifft auch die vielen in Mitteldeutschland ansässigen KMU der Ma­schi­nen­bau­bran­che, insbesondere auch die Förder- und Handhabungstechnik.

Unter der Prämisse der Ressourceneffizienz wird vor allem in den bedeutendsten Bereichen des Maschinenbaus ein Paradig­men­wechsel erfolgen. Innovative Werkstoffkombinationen werden traditionelle Werkstoffe ablösen und die fertigungs- sowie be­lastungs­gerechte Auslegung von Bauteilen kann mittels moderner FEM-Berechnungen an ein Optimum zwischen Werkstoff, Her­stell­verfahren sowie Energiebilanz herangeführt werden. Wichtiges Instrument zur gezielten Ressourcenschonung ist der Leichtbau. Dabei spielt neben Stoffleichtbau auch Strukturleichtbau eine wesentliche Rolle.

Im Forschungskonzept der Arbeitsgruppe soll der Begriff der Technischen Textilien erweitert werden. So sollen textile Werkstoffe als Basis für Maschinenelemente dienen und einen wichtigen Ansatzpunkt für Leichtbaukomponenten bilden. Unter Ma­schi­nen­e­le­men­ten versteht man dabei die kleinstmögliche sinnvolle Struktur- bzw. Baueinheit in technischen Gebilden. Sie bilden die Grundlage für alle Konstruktionen im Maschinenbau und ermöglichen als System angeordnet ein Produkt. Die Hauptgruppe Ma­schi­nen­e­le­men­te umfasst, wie in folgender Abbildung dargestellt, die Untergruppen Gehäuse, Elemente zur Kraftübertragung, Ver­bin­dungs­ele­men­te sowie Gestell- und Führungselemente. Die Forschungsvorhaben befassen sich schwer­punkt­mäßig mit der Gruppe Kraft­über­tra­gungselemente, da hier die Textilen Maschinenelemente das größte Potential haben.

Hochfeste Fasern scheinen mit ihren Eigenschaften wie geringe Dichte bei hoher Zugfestigkeit und hoher Reißlänge, guter Kor­ro­sions- und Chemikalienbeständigkeit, Flexibilität und guter Handhabbarkeit prädestiniert für den Einsatz in Ma­schi­nen­elementen zu sein. Im praktischen Einsatz gibt es jedoch eine ganze Reihe von Problemen, die tiefergehender Untersuchungen bedürfen. Dazu gehören beispielsweise:

  • ein lückenhafter Untersuchungsstand zur Dauerfestigkeit
  • ungenügender Untersuchungsstand zur Ablegereife
  • Modelle zur Dimensionierung widersprüchlich und nicht verifizierbar