Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Schwingungs- und geräuschdämpfende Leichtbauelemente im Maschinenbau auf Basis von Konstruktionswerkstoffen aus Holz

Anschrift
Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik - Professur Fördertechnik
Reichenhainer Str. 70
09126 Chemnitz
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Klaus Nendel
Tel: +49 371 531-32323
E-Mail: klaus.nendel@mb.tu-chemnitz.de
FKZ
22021705
Anfang
01.11.2006
Ende
28.02.2010
Ergebnisdarstellung
Es wurde eine konstruktive Bauweise entwickelt und erprobt, die den Einsatz von Holzfurnierlagenverbundwerkstoffen (Wood Veneer Composite, WVC) in modularen Maschinengestellen ermöglicht. Eine erste Übertragung des Konzeptes wurde auf eine Fördermaschine (Rollenbahn) durchgeführt. Im Forschungsprojekt wurde eine Bauweise für ein modular aufgebautes und flexibel einsetzbares Gestellsystem entwickelt, welches durch integrativen Leichtbau den vorteilhaften Einsatz von Holzfurnierlagenverbundwerkstoffen für Verarbeitungs- und Fördermaschinen ermöglicht. Die ingenieurtechnisch relevanten Eigenschaften des Holzbasiswerkstoffs (u.a. strukturelle Dämpfungseigenschaft) wurden ermittelt und darauf aufbauend ein Profil als Strukturelement des Gestellsystems entwickelt. Hier lag besonderes Augenmerk auf der Gestaltung des Profilquerschnitts. Es wurden verschiedene Querschnittsgeometrien vergleichend untersucht, wobei sich ein geschlossenes Kastenprofil als günstig erwies. Ausgehend vom entwickelten Profil wurde die für ein modulares System notwendige Verbindungstechnik konzipiert. Folgend wurde schrittweise die modulare Bauweise in Struktureinheiten umgesetzt sowie parallel Untersuchungen zu Steifigkeit und Festigkeit der Profile fortgeführt. Während der Erprobung von Struktureinheiten unter praxisnahen Bedingungen wurden gewisse konstruktive Verbesserungspotentiale deutlich. Diese Änderungen sowie die gewonnenen Erkenntnisse aus der Material- und Strukturprüfung kamen im Prototyp zur Umsetzung. Schallpegelprofile verschiedener fördertechnischer Anlagen und des entwickelten Prototypen wurden abschließend aufgenommen und verglichen. Mit einem umfangreichen Dauertest dieses Demonstrators wurde begonnen.
Aufgabenbeschreibung
Gesamtziel des Vorhabens ist es, den Konstruktionswerkstoff Holz für Anwendungen im Maschinenbau und dabei die Vorteile durch eine gezielte Bauweise zu nutzen. Beabsichtigt sind Anwendungen z.B. in schnell laufenden Verarbeitungsmaschinen und Fördereinrichtungen, so dass die Bauteile aus Holzwerkstoffen nicht nur statischen Belastungen ausgesetzt sind, sondern auch dynamische Belastungen zu ertragen haben. Der nachwachsende Rohstoff Holz bietet im Maschinenbau die Möglichkeiten, tragende Bauteile nicht nur leichter, sondern auch schwingungsdämpfend zu gestalten. Nach Ermittlung der spezifischen Kennwerte des Holzes sind die entsprechenden Halbzeuge zu entwickeln, aus denen die neuen Trag- und Stützelemente für den Maschinenbau automatisch (CNC-Technik) gefertigt werden, Umsetzung erfolgt in Funktionsmustern. Die wirtschaftliche Bedeutung liegt in der Aufwertung der einheimischen Forstwirtschaft und der holzverarbeitenden Industrie mit der Erweiterung des bisher angebotenen Produktspektrums. Maschinen- und Anlagenhersteller können ihr Angebot erweitern und ökologisch vorteilhaftere Produkte anbieten, beim Anwender in der Grundstoffindustrie werden Kosten- und Wartungsaufwand minimiert.

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