modulare Antriebswellen am laufenden Band
Es ist laut, es ist warm und die Luft steht im Prozess-Entwicklungszentrum des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden. Kein Wunder sind es doch die bislang heißesten Tage im Jahr, den sich die Entwicklungspartner für die Präsentation ausgewählt haben. Die Hitze kommt aber auch von Innen. Ruhig und unermüdlich wächst eine CFK-Preform aus der ratternden Flechtanlage und wird durch eine verschlossene Box mit der Aufschrift „MPBK“ gezogen. „Was hier konstant gefertigt wird, könnte eine echte Revolution auf dem Markt der Antriebswellen auslösen.“, erklärt Dipl-Ing. Florian Lanz vom ILK.
„Antriebswellen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) sind in ihrer Leistungsfähigkeit klassischen metallischen Bauweisen bei einer Vielzahl von Anwendungen deutlich überlegen.“ erläutert Prof. Hufenbach im Folgenden. „Insbesondere erlauben die überragenden spezifischen Eigenschaften von CFK deutlich größere Abstände zwischen An-und Abtrieb. So können schwere und verschleißanfällige Komponenten wie etwa Zwischenlager vermieden und das Systemgewicht um bis zu 50 % reduziert werden. Doch die erheblichen Kosten für individuelle Entwicklung und Fertigung von Antriebswellen und Anbindungssystemen standen einer breiten Anwendungen bislang im Weg. “ Am ILK widmeten sich die Wissenschaftler deshalb nicht nur dem mechanischen und funktionalen Aspekten von Hochleistungsantriebswellen, sondern auch der vereinfachten Vorauswahl und Dimensionierung durch den Endanwender sowie der Bereitstellung von hocheffizienten Fertigungs- und Montageprozessen auf Basis eines modularen Baukastensystems.
„Der profilierte Wellenkörper wird in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt und bildet das Herzstück eines umfassenden Baukastensystems.“ erläutert Dipl.-Ing. Marco Zichner von der Leichtbau-Systemtechnologien KORROPOL GmbH. „Gemeinsam mit dem ILK können wir nun ein komplettes System von der Auswahl über die Dimensionierung bis hin zur Fertigung individualisierter Antriebswellen anbieten.“ Da die Verbindungsgeometrie bereits während des Urformprozesses hergestellt wird, erfolgt die Montage schnell und effizient. Was das Team auch sofort am Beispiel demonstriert. Bis zu 500 Nm kann das ad hoc zusammengesetzte System locker übertragen.
„Wir haben mehr als vier Jahre an der Optimierung der Profilgeometrie und des Fertigungsprozesses gearbeite. Nun können wir aber Lösungen gezielt an das vorheerschende Belastungskollektiv anpassen.“ , so Lenz. „Der größte technologische Knoten, war jedoch die reproduzierbare und rationelle Fertigung der Preform. Wie wir den gelöst haben, steht nun in einem Patent.“
Es sind keine 10 min vergangen als die Säge abrupt automatisch ansetzt um das Profil mit kreischendem Schnitt abzulängen. Dass das Team aus ILK und LSK die Industrialisierung geschafft hat, erkennt man nicht zuletzt an den vielen dutzend Stangen die seit Schichtbeginn in der Früh vollautomatisch entstanden sind. „Wir sind uns sicher, dass der Markt für Antriebswellen nach neuen innovativen Lösungen sucht. Ab Herbst können wir nun endlich aktiv mit der Vermarktung dieser neuen Produktgruppe starten.“, sagt Zichner.
