Modularer Raumsystembaukasten in hybrider Leichtbauweise

Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des zentralen Innovationsprogramm Mittelstand

Projektlaufzeit: 06.2017 – 06.2019

Kooperation mit Stieblich Hallenbau GmbH, Starsower System Technik GmbH, SLV Mecklenburg-Vorpommern GmbH und der CIM gGmbH

Zielsetzung:

Inhalt des Projektes ist die Entwicklung eines modularen Raumsystembaukastens in hybrider Leichtbauweise, in dem unterschiedliche Materialien innovativ zu Modulen verbunden werden. Diese Module sollen, abhängig vom Einsatzfall, unterschiedliche Funktionen erfüllen können. Neben der Entwicklung der Modulbauteile und der zugehörigen Verbindungselemente soll im Rahmen des Projektes die Analyse und Simulation der Bauteile erfolgen.


Lineare Rohrpumpe mit elektromagnetischem Antrieb

Gefördert durch europäische Fonds für regionale Entwicklung

Projektlaufzeit: 07/2016 - 12/2018

Kooperation mit HIT Hydraulik und Industrie-Technik GmbH und Hensel Elektronik GmbH

Forschungsansatz:

Wie kann eine Dosierpumpe gebaut werden, die keine mechanische Kopplung zwischen Antrieb und Kolben besitzt? Aus einem ehemaligen Forschungsprojekt wurde eine Vorrichtung für den Eintrag von hochviskosen feststoffbelasteten Flüssigkeiten in einen Gärbehälter entwickelt. Diese wurde durch einen Pumpmechanismus mit elektro-magnetischen Antrieb realisiert, welcher durch einen magnetisierbaren Kolben und durch eine Vor- und eine Rückhubspule charakterisiert ist. Dieser Ansatz soll für eine Dosierpumpe in der Nahrungsmittelindustrie adaptiert und weiterentwickelt werden.

Vorteile gegenüber herkömmlichen Dosierpumpen:

  • keine mechanische Kopplung zwischen Energiequelle und Kolben
  • beliebige Einbaulage
  • keine Dichtungen an bewegten Teilen
  • weitgehende Verschleißfreiheit
  • keine Schmierung der bewegten Teile erforderlich (trockenlaufsicher)
  • leichte Reinigung; Totraumfreiheit

Projektziel:

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer quasikontinuierlich arbeitenden, induktiv angetriebenen Dosierpumpe, für den Einsatz in der Nahrungsmittelindustrie zur Dosierung, Förderung und Ausbringung von höher-viskosen, auch mit Feststoffen beladenen Flüssigkeiten.

  • Abschluss Entwicklung Versuchsstand (10.2016)
  • Abschluss Konstruktion Versuchspumpe (06.2017)
  • Abschluss der Erprobung der Versuchspumpe (06.2018)
  • Abschluss des Projektes Dosierpumpe (12.2018)
Aufbau der linearen Rohrpumpe

Untersuchungen zum Einfluss strukturierter z-Pins auf die mechanischen Eigenschaften von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen

gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektlaufzeit: 11/2018 - 10/2020 

Ausgangssituation:

Aufgrund des schichtweisen Aufbaus von Faser-Kunststoff-Verbundmaterialien, neigen diese Werkstoffe zu starken Delaminationen unter Schlagbeanspruchung (Impact). Aus der daraus resultierenden Reduzierung der Resttragfähigkeit ergibt sich eine geringe Schadenstoleranz dieser Werkstoffkombinationen. Zur Verbesserung des Schadenstoleranzverhaltens können u.a. dreidimensionale Verstärkungstechnologien eingesetzt werden, wie z.B. das Vernähen von Faserlagen, das Tuften, verschiedenste Webverfahren sowie das z-Pin-Verfahren. Speziell beim z-Pin-Verfahren, das vorrangig bei Hochleistungsfaserverbundmaterialien eingesetzt wird, werden nadelförmige Pin-Elemente (übliche Durchmesser zwischen 0,28 und 1 mm) aus faserverstärktem Kunststoff senkrecht zur Laminatebene in den Werkstoff eingebracht. Diese Verstärkung in der 3. Raumrichtung (z-Richtung) führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Risszähigkeit, die sich positiv auf die Delaminationseigenschaften nach Impaktbeanspruchung sowie auf die Resttragfähigkeit des verpinnten Werkstoffes auswirkt. Diese Eigenschaften sind maßgeblich Abhängig von der Anbindung der z-Pins zum Laminatwerkstoff sowie der daraus resultierenden Pin-Pullout-Eigenschaften.

Zielsetzung:

Die Betrachtung der Topologie der z-Pin-Oberfläche als ein Einflussfaktor auf die Pin-Pullout Eigenschaften und daraus resultierend auf die mechanischen Eigenschaften des verpinnten Werkstoffes stellt einen neuen Ansatz zur weiteren Erhöhung der Wirksamkeit einer 3D-Verstärkung durch z-Pins dar. Hier kann durch eine gezielte Strukturierung der z-Pins Einfluss auf die Größe der Oberfläche genommen werden sowie zusätzlich eine formschlüssige Verbindung zwischen z-Pins und Laminatwerkstoff erzielt werden. Die daraus resultierenden mechanischen Eigenschaften, wie z.B. Zug- und Druckeigenschaften sowie die interlaminare Risszähigkeiten unter Mode-I und Mode-II Beanspruchungen sollen in diesem Projekt ermittelt werden und Gesetzmäßigkeiten für die optimale Oberflächenstrukturierung der z-Pins abgeleitet werden. 

Das Projekt wird durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert. 

Gekerbter z-Pin im Laminat