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f+h fördern und heben 10/2016

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AUS DER FORSCHUNG I

AUS DER FORSCHUNG I SERIE Textiles Hängefördersystem – Teil I Allgemeine Betrachtung und Seilstruktur Ingo Berbig, Uwe Böttger, Ulrich Herrmann Der zweiteilige Beitrag „Textiles Hängefördersystem“ beschreibt die Forschungsergebnisse zu einem Hängefördersystem, bei dem zur Gewichtsreduzierung anstelle eines Stahlseils textile Zug- und Tragmittel zum Einsatz kommen. Der vorliegende Teil I behandelt die Ausgangsbasis, die Grundlagen sowie die Entwicklung und Optimierung der Seilstruktur. Über den Antrieb und das Komplettsystem lesen Sie im zweiten Teil in f+h 11/2016. Für die Förderung von Bauteilen, Baugruppen oder fertigen Erzeugnissen kommen in vielen produzierenden Unternehmen Hängefördersysteme zum Einsatz. Ziel des Forschungsvorhabens der TU Chemnitz in Kooperation mit dem Sächsischen Textilforschungsinstitut, Chemnitz, war es, das Zugmittel solcher Fördereinrichtungen deutlich leichter zu gestalten. Hierbei bietet sich der Einsatz eines textilen Zug- und Tragmittels auf Basis hochfester synthetischer Fasermaterialien an. Um die Verfügbarkeit sicherzustellen, bedarf es der Anpassung der kompletten Peripherie des Fördersystems. Die spezifische Tragfähigkeit der genannten Fasern ist um den Faktor fünf bis sieben höher als die von Stahl. Ein synthetisches Seil hat demzufolge nur 15 bis 20 Prozent der Masse eines Stahlseils gleicher Tragfähigkeit. Die völlig unterschiedliche Werkstoffcharakteristik von Textilfasern gegenüber Stahl lässt einen direkten Austausch nicht zu. Dies hat zur Folge, dass der Einsatz von textilen Strukturen mit neuen, bisher unbekannten Bauweisen und Antriebskonzepten einhergehen muss. Seilstruktur optimal bestimmen Für die Dimensionierung und den Einsatz von textilen Seilen gibt es derzeit wenig zuverlässige Regeln und Vorschriften. Aus diesem Grund müssen viele Werkstoffparameter, charakteristische Verhaltensweisen sowie die eigentliche Konstruktion erst experimentell ermittelt werden. Bei der Auswahl der Seilstruktur stehen mehrere Parameter zur Wahl, etwa gewirkt (s. Glossar auf S. 40) oder geflochten, mit oder ohne Insert aber auch mit bzw. ohne Thermofixierung, Beschichtung und Um- Dipl.-Ing. Ingo Berbig und Dipl.-Ing. Uwe Böttger sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für Fördertechnik und Kunststoffe an der Technischen Universität Chemnitz Dipl.-Ing. Ulrich Herrmann ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Sächsischen Textilforschungsinstitut e. V., Chemnitz 38 f+h 10/2016

www.rollex-group.com spritzung. In der Summe ergeben sich allein durch Modifizierung des textilen Zugträgers bezüglich der fünf zuvor genannten Parameter 32 Grundvarianten. Unter Berücksichtigung der Variationen der eingesetzten Werkstoffe sowie die textiltechnologische Gestaltung der Gewirke bzw. Geflechte wächst die Anzahl der Varianten exponentiell. Aus diesem Grund wurde eine Variantenmatrix mithilfe selbst erarbeiteter Kriterien erstellt. Für den Aufbau eines geeigneten Geflechts bietet sich die Bauweise einer Kern-Mantel-Struktur an. Das strangförmige, textile Zugelement muss derart gestaltet sein, dass es in der Lage ist, die Betriebskräfte des Fördersystems aufzunehmen. Gleichzeitig müssen die Kräfte punktgenau in das Seil eingeleitet werden. Verschiedene Möglichkeiten sowohl der Textilkonstruktion als auch der Krafteinleitung wurden entwickelt und optimiert. Darüber hinaus wurde der Schutz der Konstruktion gegen Umwelteinflüsse mithilfe der Extrusions-Ummantelung sichergestellt. Das Optimum für die geforderten Parameter erfüllte ein 12fach- Geflecht aus Vectran-Fasern für den Kern und ein 32fach- Geflecht aus Polyesterfasern für den Mantel. Diese Bauweise ermöglicht neben der hohen Festigkeit auch geringe Dehnraten und hohe Quersteifigkeiten. Vor allem die hohe Quersteifigkeit ist für den späteren Einsatz von elementarer Bedeutung. Gewirke sinnvoll gestalten Gewirke bieten sich aufgrund ihrer inneren Struktur besonders für die Integration zusätzlicher Elemente an. Diese lassen sich in Schussrichtung maschengenau, somit teilungsgenau in das Textil einbringen. Der Nachteil der Verwendung von Gewirken liegt in der Maschenstruktur selbst. Diese Maschenstruktur verursacht hohe Strukturdehnungen und reduziert die ertragbare Last des Grundmaterials auf rd. 50 Prozent. Durch spezifische Neu bei Rollex: hoch effiziente, ölfreie Trommelmotoren-Technologie! ROLLEX – die Welt der Rollen und Komponenten! Technische Innovationen und neue Produkte bei Ihrem Partner für Förderelemente, Trommelmotoren, staudrucklose Systeme und dynamische Lagertechnik. ROLLEX Förderelemente GmbH & Co. KG Telefon: (0049)2389 / 9897-0 Gewerbehof 22 Telefax: (0049)2389 / 6866 D-59368 Werne E-Mail: info@rollex-group.com Rollex.indd 1 27.09.2016 01 Beispiel einer Seilbeschichtungs- und Thermofixieranlage f+h 10/2016 39

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