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.


Untersuchungen des Verhaltens von rechteckigen z-Pins zur translaminaren Verstärkung faserverstärkter Kunststoffe unter dynamischer Belastung

Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektlaufzeit: 11/2015 - 04/2018

Ausgangssituation:

Faser-Kunststoff-Verbunde (FKV) besitzen aufgrund ihres mikrostrukturellen Aufbaus aus lasttragenden Faserwerkstoffen und der formgebenden Matrix sehr gute mechanische Eigenschaften in der Laminatebene. Ein anderes Bild zeigt sich, wenn eine Struktur aus FKV senkrecht zur Laminatebene belastet wird. Vor allem stoß- oder impactartige Belastungen führen aufgrund der geringen Schlagzähigkeit und der damit einhergehenden Anfälligkeit für Delaminationen sowie der geringen Schadenstoleranz häufig zu Einschränkungen in Bezug auf die Resttragfähigkeit. Zahlreiche Untersuchungen haben gezeigt, dass das z-Pinning eine sehr effektive Methode darstellt, impactgefährdete Strukturen gezielt zu verstärken. Das Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von mit rechteckigen z-Pins verstärkten Faser-Kunststoff-Verbunden unter dynamischer Belastung. Das Vorhaben stellt die konsequente Fortführung des vorangegangenen Projektes zur Untersuchung von nicht kreisrunden z-Pins zur translaminaren Verstärkung faserverstärkter Kunststoffe dar. Experimentelle und numerische Untersuchungen haben ergeben, dass rechteckige Pins, aufgrund ihrer bei gleicher Querschnittsfläche größeren Oberfläche, besser mit dem umliegenden Werkstoff interagieren und dadurch deutlich effektiver die interlaminaren Eigenschaften verbessern sowie die Schadenstoleranz eines FKV erhöhen. Durch ihre vergleichsweise scharfen Kanten stehen rechteckige z-Pins im Verdacht Spannungsspitzen im Werkstoff zu induzieren und dadurch die Ermüdungsfestigkeit gegenüber mit runden Pins verstärkten Strukturen herabzusetzen. 

Zielsetzung:

Mithilfe von experimentellen Untersuchungen und einer FE-Analyse sollen Aussagen darüber getroffen werden, ob sich die positiven Ergebnisse aus den quasistatischen Untersuchungen auf dynamische Beanspruchungen übertragen lassen, ob und wie stark sich die Pingeometrie auf die Ermüdungsfestigkeit einer Struktur auswirkt und welche Pingeometrie im Hinblick auf die genannten Problemstellungen eine optimale Lösung darstellt.

Spannungskonzentration um z-Pin

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