Zug um Zug zum Erfolg: Neue Zug- und Tragmittel in Leichtbauausführung

Auf dem Gebiet des Maschinenbaus und insbesondere bei Geräten und Anlagen der Fördertechnik spielen Seile, Riemen, Ketten und Co. eine bedeutende Rolle. Da sich in den vergangenen Jahren neue Möglichkeiten der Materialentwicklung ergeben haben, insbesondere bei den Hochleistungs-Textil-Fasern in Verbindung mit aktiven Strukturen, will die Forschergruppe der Professur Fördertechnik der TU Chemnitz mittels einer neuen Herstellungstechnologie leistungsfähigere Seilstrukturen entwickeln.

Das Forschungsprojekt mit dem Kurznamen „InnoZug“, welches maßgeblich von Prof. Dr. Klaus Nendel initiiert wurde und nun der Leitung von Dr. Peter Auerbach obliegt, wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung bis zum Jahr 2011 mit einer Gesamtsumme von rund 2,3 Millionen Euro im Rahmen der Innovationsinitiative „Unternehmen Region“ mit „InnoProfile“ gefördert.

„Herkömmliche Zugmittel wie beispielsweise Stahlseile und Ketten haben sich seit Jahrzehnten in der Praxis bewährt, doch die entscheidenden Nachteile liegen hier vor allem in der hohen Eigenmasse, der eingeschränkten Biegeflexibilität, der Korrosionsempfindlichkeit und dem Umwelt belastenden Schmierstoffeinsatz“, erläutert Projektleiter Dr. Auerbach. „Hochfeste, steife synthetische Textilfasern wie Kevlar, PEN oder Twaron als Material für leichte Zugträger und Seile haben hingegen große Vorteile.“ Um diese für neue Anwendungen nutzbar zu machen, muss jedoch deren Lebensdauer unter verschiedenen Bedingungen untersucht und durch Anpassung der Seilstruktur sowie der Verarbeitungstechnologien optimiert werden.

Dabei verfolgt das Forschungsvorhaben drei wesentliche Zielstellungen: Durch systematische Untersuchung der Eigenschaften von synthetischen Faserseilen müssen zunächst die Grundlagen für den breiteren Einsatz dieser Zugmittel geschaffen werden. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die rechtzeitige Erkennung von Verschleiß und Schäden vor allem im Inneren der Seilstruktur dar, die gerade in sicherheitskritischen Anwendungen wie Aufzügen oder Kränen unabdingbar ist. In das Seil integrierte sensorische Fasern sollen eine messtechnische Überwachung und schließlich eine rechtzeitige Anzeige der Seilermüdung erlauben.

Weiterhin hat sich die Nachwuchsforschergruppe zum Ziel gesetzt, die gewonnenen Erkenntnisse zu nutzen, um hochfeste, leichte und gegen Umwelteinflüsse beständige Seile für Kräne und Hebezeuge zu entwickeln. Neben der in das Seil integrierten Sensorik sollen besonders kompakte, mit dem Seil verbundene elektronische Module die Messung von Belastung und Ermüdungszustand sowie die drahtlose Übertragung dieser Daten erlauben. In Pilotprojekten müssen diese neuartigen, aktiven Seile ihre Eignung auch für den rauen Praxiseinsatz unter Beweis stellen.

Im Bereich der Stetig- und Kettenförderer sollen bisherige Kunststoffketten durch Zugelemente ergänzt werden, die auf Grund ihrer biegeflexiblen Seilstruktur eine höhere Raumbeweglichkeit und Drehbewegungen um die Längsachse ermöglichen. Zudem will man die Zug- und Dauerfestigkeit erhöhen, die Eigenmasse der Ketten reduzieren und die Geräuschemission vermindern, die bisher aus dem Gelenkspiel der Ketten resultierte.

Die Herstellungstechnologien für die neuen Zugmittel werden ebenfalls im Projekt untersucht und in Zusammenarbeit mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. Chemnitz (STFI) und regionalen Unternehmen der Maschinenbau- und Textilindustrie erprobt. Diese technologie- und branchenspezifische Zusammenarbeit ist ein wichtiger Bestandteil des Forschungsprojekts. Gilt es doch die Innovationsfähigkeit der Region zu stärken und Fachkräfte für Wissenschaft und Wirtschaft gleichermaßen zu gewinnen und auszubilden. So sind an das Projekt auch Diplomarbeiten und Promotionen gekoppelt. „Bereits jetzt gestaltet sich die Zusammenarbeit sehr interessant – zumal bei diesem Forschungsprojekt die Kompetenzen des Maschinenbauers, des Elektrotechnikers und des Textiltechnikers zusammen fließen“, so Projektinitiator Prof. Nendel. „Außerdem sind die Voraussetzungen, gemeinsam mit unseren Partnern einen regionalen Wirtschafts- und Wissenschaftscluster auf dem Gebiet der technischen Textilien aktivieren zu können, wirklich einmalig und sollten optimal genutzt werden“, schätzt Nendel ein.

Stichwort: „InnoProfile“

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung baute im Juni 2005 seine Innovationsinitiative „Unternehmen Region“ mit „InnoProfile“ weiter aus. Dieses Förderprogramm stellt bis zum Jahr 2012 rund 150 Millionen Euro für technologie- und branchenspezifische Zusammenarbeit zwischen Nachwuchsforschergruppen und Unternehmen vor Ort in Ostdeutschland bereit. In vier aufeinander folgenden Jahren sollen pro Jahr mindestens zehn neue Projekte gefördert werden, welche die Innovationsfähigkeit der ostdeutschen Regionen durch die Kooperation von regionaler Nachwuchsförderung und regionalen wirtschaftlichen Kompetenzträgern stärkt. Da die wirtschaftliche Entwicklung einer Region sehr stark von der Innovationsfähigkeit kleiner und mittelständischer Unternehmen abhängt, diesen aber häufig passendes regionales Wirtschaftsumfeld fehlt, will „InnoProfile“ die Nachwuchsforscher und wirtschaftliche Träger in der Region zusammenbringen. Aus insgesamt 109 Bewerbungen wurden 18 für die erste von vier Förderungsrunden ausgewählt. Die TU Chemnitz erhielt dabei für vier eingereichte Projekte eine Förderungszusage und führt damit die Tabelle an. Rund 8,5 Millionen Euro können die an den vier Projekten beteiligten Chemnitzer Wissenschaftler in den nächsten Jahren zur Forschung nutzen. „InnoProfile“ im Internet: http://www.unternehmen-region.de

Weitere Informationen zum Projekt „InnoZug“: erteilt Dr. Peter Auerbach, Telefon (03 71) 5 31 – 35 143, E-Mail peter.auerbach@mb.tu-chemnitz.de

(Autorin: Janine Mahler)