Im Blickpunkt

Zug um Zug zum optimalen Seil: Wissenschaftler der TU Chemnitz forschen im Projekt InnoZug an leistungsfähigen und leichten Seilen für die Fördertechnik

"Selbst ein Scheich findet seinen Nutzen in unserem Projekt", sagt Markus Michael, neuer Projektleiter von InnoZug an der TU Chemnitz, mit einem Augenzwinkern. Die Scheiche wollen Hochhäuser bauen, die immer weiter in den Himmel reichen.

Doch Kräne und auch Aufzüge, die mit Stahlseilen betrieben werden, können nur begrenzte Höhen erreichen - irgendwann würde das schwere Seil infolge seines Eigengewichts zerreißen bzw. sich aufschwingen. Um alle Etagen zu erreichen erfordert der Einsatz von Drahtseilen zwei Aufzüge, die übereinander im Gebäude angeordnet sind.

Neue Mitarbeiter für hochfeste und leichte Seile

Die Chemnitzer Wissenschaftler forschen in der Fördertechnik an der Lösung: der Einsatz von hochfesten und dabei sehr leichten Zugmitteln aus Synthesefasern, die die Stahlseile ersetzen können. Insgesamt acht TU-Mitarbeiter arbeiten inzwischen im InnoProfile-Projekt InnoZug, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Innovationsinitiative "Unternehmen Region" gefördert wird. Initiiert wurde das Projekt maßgeblich von Prof. Dr. Klaus Nendel. Nachwuchsforschungsgruppenleiter Michael, seit Juni diesen Jahres im Amt, konnte bereits erfolgreich weitere Drittmittel ein werben und sein Team aufstocken: Seit August komplettiert Diplomingenieurin (FH) Manuela Kunz das bisher reine Männerteam. Die 27-jährige hat Textiltechnik studiert und kümmert sich bei InnoZug speziell um den Bereich Flechttechnologie. Ganz frisch dabei ist außerdem Jens Mammitzsch (29). Der ausgebildete Maschinenbauer mit der Spezialisierung in Werkstofftechnik arbeitet im Bereich Seilbeschichtung.

Gruppenbild mit Prof. Dr. Klaus Nendel vor der Wechselbiegemaschine.

Erste Praxistests

Die bei InnoZug untersuchten Materialien finden bisher hauptsächlich in der Schifffahrt Anwendung, zum Beispiel um Schiffe im Hafen zu vertäuen oder Ölplattformen zu befestigen. "Wir möchten die Materialien auch in der Fördertechnik anwenden. Der Unterschied zum klassischen Faserseil besteht darin, dass die Seile nicht nur hohe statische Belastungen ertragen, sondern kontinuierlich gebogen und umgelenkt werden", zeigt Projektleiter Michael den Forschungshintergrund auf. Die ersten Praxistests für die Chemnitzer Seile gibt es bald an Seilwinden für Hubschrauber und an Kränen. "Auch eine Firma, die Aufzugseile für Hochhäuser nach Dubai liefert, hat ihr Interesse angemeldet", freut sich der Projektleiter.

Kompetente Forschungspartner

Unterstützt werden die jungen Wissenschaftler durch zahlreiche Unternehmen aus der Region Chemnitz. Beim 2. Statusseminar im Sommer 2008 informierten sich bereits mehr als 30 Industrie- und Forschungspartner über den Fortgang des Projektes. Daneben agieren das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI) in Chemnitz und das Forschungsinstitut für Leder und Kunststoffbahnen (FILK) in Freiberg als Partner im Forschungsbereich. Ziel dieser Zusammenarbeit ist vor allem die eigene Herstellung von Seilen. "Nur wenn wir selber Seile produzieren, wissen wir genau, was wir untersuchen. Außerdem werden für Tests nur kurze Seilstücke benötigt. Jedoch produziert uns kein Unternehmen nur 50 Meter eines Seiles", so Heinze.

Deutschlandweit einmalige Prüftechnik

In der bisherigen Projektlaufzeit haben die TU-Wissenschaftler eine umfangreiche Prüftechnik entwickelt, gebaut und die Materialien auf ihre Eigenschaften getestet. "Mit der Entwicklung hochmodularer Faserwerkstoffe Ende des 20. Jahrhunderts eröffneten sich viele neue Anwendungsmöglichkeiten, denen jedoch aufgrund des Neuheitsgrades ein großes Forschungsdefizit gegenübersteht. Deshalb gibt es keine geeignete Prüftechnik zu kaufen, so dass wir das meiste selber konstruieren mussten und auch kaum auf Erfahrungswerte zurückgreifen konnten", berichtet Projektmitarbeiter Thorsten Heinze. "Unsere Ausstattung ist sicherlich deutschlandweit einmalig", schätzt Michael ein. Neben zwei Flechtmaschinen einer kompletten Herstellungslinie stehen in den Laboren der Fördertechniker Kriechprüfstände, Dauerbiegemaschinen, eine Abrasionsprüfmaschine, ein Treibscheibenprüfstand und eine statische Zugprüfmaschine. "Mit dieser Ausstattung können wir alle wesentlichen Eigenschaften von Faserseilen untersuchen", so Michael.

Markus Michael und Michael Speck richten eine Maschine zum Fertigen der Seillitzen ein.

Exzellenter Gerätebestand Marke Eigenbau

Erweitert wird der Gerätebestand bald durch einen Wickelprüfstand, mit dem das Aufwickeln der Faserseile erforscht werden kann. Auch er wird komplett im Eigenbau der TU-Forscher entstehen. Bis ein Faserseil alle Teststationen durchlaufen hat, verstreicht geraume Zeit. "Die Seile sind schon mal mehrere Wochen im Prüfstand, bis sich etwas zeigt. Aber der Durchlauf hinsichtlich Materialverbrauch und Zeit ist sehr gut optimiert", berichtet Michael und ergänzt: "Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass die Seile, so wie sie jetzt sind, nur wenig für den Einsatz in der Fördertechnik geeignet sind. Trotzdem stimmen uns die Ergebnisse optimistischer als wir es erwartet hätten, denn es muss bedacht werden, dass die Materialien aus einem ganz anderen Einsatzgebiet kommen. Mit der richtigen Modifizierung haben sie ein großes Potenzial für unsere Anwendungen." Nach der bisherigen systematischen Untersuchung steht jetzt die Entwicklung modifizierter Herstellungsverfahren auf dem Projektplan, mit dem Ziel, die Eigenschaften für das neue Einsatzgebiet zu optimieren. Der darauf folgende Projektschritt ist die Generierung neuer Produkte. Ein vierter wichtiger Punkt der ambitionierten Nachwuchswissenschaftler stellt die Erarbeitung einer Sensorik dar. Dadurch können die Seile ständig überwacht und so für die nötige Sicherheit gesorgt werden.

 

Weitere Informationen zum InnoProfil InnoZug finden Sie hier.

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