Dresdner Wissenschaftler entwickeln intelligente Blattfeder

Wissenschaftler des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und des Instituts für Halbleiter- und Mikrosystemtechnik der Technischen Universität Dresden entwickelten gemeinsam mit Forschern des Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme eine adaptive Blattfeder in funktionsintegrierender Mischbauweise. Diese intelligente Blattfeder wurde als Technologiedemonstrator im DFG-Sonderforschungsbereich (SFB) 639 „Textilverstärkte Verbundkomponenten für funktionsintegrierende Mischbauweisen bei komplexen Leichtbauanwendungen“ erarbeitet und ist für den Einsatz in kleinen Nutzfahrzeugen konzipiert.

Bauteilintegriertes Sensor-Aktor-Netzwerk
Ein bauteilintegriertes Sensornetzwerk mit eingebetteter Dehnungsmessung ermöglicht eine Online-Zustandsüberwachung sowie die Regelung der Aktorik zur Anpassung der Federsteifigkeit. Dabei übernehmen die in den Faserkunststoffverbund integrierten, elektronischen Netzwerke die Mess- und Auswertefunktionen. So erfassen eingebettete Dehnungsmesssensoren und Mikrocontroller in Echtzeit die Biegeverformung. Die Daten werden direkt im Fahrzeug ausgewertet, um den aktuellen Beladungs- bzw. Belastungszustand zu ermitteln.
Durch das neuartige integrierte Druckkammersystem wird eine Aktorik realisiert, die jederzeit eine Anpassung der Federsteifigkeit an den aktuellen Beladungs- bzw. Belastungszustand ermöglicht. So können für den Betrieb übliche Beladungs-unterschiede – etwa Leerfahrten und Vollbeladung – ausgeglichen werden und ein nahezu gleichbleibender Federweg für diese unterschiedlichen Beladungsszenarien garantiert werden.
Zusätzlich kann der Belastungslebenslauf der Feder aufgezeichnet werden. So können durch im SFB 639 entwickelte Prognosemodelle Aussagen zum Zustand und zur Lebensdauer des Bauteils getroffen werden.

Am Beispiel der adaptiven Blattfeder werden im Demonstratorfahrzeug „FiF - Funktionsintegrativer Fahrzeugsystemträger“, der die Forschungsergebnisse aller Teilprojekte des SFB 639 vereinen soll, innovative Lösungskonzepte für die Zukunft aufgezeigt. Dieses zukunftsweisende Demonstratorfahrzeug wird Ende 2015 zum Abschluss des SFB 639 der Öffentlichkeit präsentiert.

Präsentation auf der Hannover Messe
Auf der Hannover Messe präsentiert sich das ILK vom 13. bis 17. April 2015 auf dem Messestand der TU Dresden „Forschung für die Zukunft“ in Halle 2 am Stand A38. Neben der adaptiven Blattfeder zeigen die ILK-Wissenschaftler aktuelle Forschungsergebnisse und Leichtbauexponate für Anwendungen in verschiedenen Branchen.
Zum SFB-Thema „Lösungen für skalenübergreifende Funktionsintegration bei thermoplastischen Faserverbundanwendungen“ spricht ILK-Wissenschaftlerin
Dipl.-Wi.-Ing. Teresa Möbius am 15.04.2015, 11.30 Uhr im Werkstoff-Forum in Halle 6 am Stand D52. Außerdem stellt ILK-Wissenschaftler Dipl.-Ing. Oliver Weißenborn am 16.04.2015, 15.00 Uhr die Plattform FOREL vor. Unter der Vortragsüberschrift „FOREL – Entwicklung von Hightech-Leichtbausystemlösungen in Multi-Material-Design“ präsentiert er aktuelle Ergebnisse aus der FOREL-Forschung. FOREL wurde auf Initiative der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) als BMBF-Leuchtturmprojekt eingerichtet und ist eine national, übergreifende, offene Plattform zur Entwicklung von Hightech-Leichtbausystemlösungen in Multi-Material-Design für Elektrofahrzeuge der Zukunft.