Projekt "3D-Wärmeleit- und Stützstrukturen"
Entwicklung von Kautschukwalzen mit 3D-Wärmeleit- und Stützstrukturen für ein
anforderungsgerechtes Eigenschaftsprofil;
Auslegung, Entwicklung und Fertigung angepasster textiler Strukturen für
Kautschukwalzen sowie Kennwertbestimmung der Walzen
| Bearbeiter: | Dipl.-Ing. Lars Schinke |
| Wissenschaftliche Zusammenarbeit: | TUD, Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik, Professur für Textiltechnik, TUD, Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik Hans Stark e. K., Sontheim/Brenz, Rhodius GmbH, Weißenburg |
| Finanzierung: | BMWi (AiF; ZIM-Projekt), FKZ: KF2006408WZ0 |
| Laufzeit: | 03/11 - 02/2013 |
Kurzbeschreibung
Problem: Aufgrund hoher dynamischer Belastungen erwärmen sich Elastomerbauteile im Betrieb stark. Dadurch kommt es zu Maschinenstillständen und einer verringerten Lebensdauer der Bauteile. Bisher können diese Probleme nur durch eine reduzierte Prozessgeschwindigkeit oder aufwändige Kühlmaßnahmen vermieden werden, die die Maschineneffizienz einschränken.
Thermodynamischer Ansatz zur gezielten Reduzierung der Oberflächentemperatur von Kautschukwalzen: Projektziele sind erstens die Produktentwicklung einer Kautschukwalze mit angepassten Wärmeleit- und Stützeigenschaften für eine Textilmaschine und zweitens die Verfahrensentwicklung zur Herstellung einer solchen Walze.
Lösungsweg: Alle Einflussfaktoren, die zur Wärmeentwicklung beitragen, werden erfasst und im Bilanzmodell berücksichtigt. Auf dieser Basis werden angepasste textile 3D-Strukturen vorgeschlagen und im Labormaßstab messtechnisch validiert. Die abschließende Praxiserprobung der modifizierten Kautschukwalzen erfolgt an der realen Maschine unter Produktionsbedingungen.
Konzept der thermischen Charakterisierung
Für die verschiedenen Fördergeschwindigkeiten wird die Walze bis zum Erreichen des stationären thermodynamischen Zustands betrieben und dann die Rotation plötzlich gestoppt. Aus den aufgezeichneten Temperaturverläufen werden die stationäre Temperatur T_stat und der Temperatursprung delta_T ermittelt. Es ist erkennbar, dass sich mit steigender Drehzahl die stationäre Temperatur und der Temperatursprung erhöhen.
