Synthetische Materialien für Hochleistungsanwendungen

Im Projekt „Innotrans“ gilt das Interesse der Forscher Seilen aus Synthesefasern. „Für Gebäude, die mehrere hundert Meter hoch sind, braucht man riesige Kräne und lange Aufzüge. Stahlseile kommen aufgrund ihres Eigengewichts kaum in Frage. Irgendwann würde das schwere Seil infolge seines Eigengewichts zerreißen beziehungsweise sich aufschwingen“, sagt Innozug-Projektleiter Markus Michael von der Professur Fördertechnik der TU Chemnitz.

Kunststoff schlägt Stahl

„Seile aus Kunststoff-Fasern bringen nur ein Achtel des Gewichts von Stahlseilen auf die Waage, besitzen aber die gleiche Festigkeit“, so Michael. Was die Forscher am meisten interessiert, sind die Möglichkeiten dieser neuartigen Seile, die bisher in ähnlicher Form in der Schifffahrt verwendet wurden, etwa um Ozeanriesen im Hafen zu vertäuen oder Ölplattformen zu befestigen.

„Wir möchten die Materialien auch in der Fördertechnik anwenden. Der Unterschied zum klassischem Faserseil besteht darin, dass die Seile nicht nur hohe statische Belastungen ertragen, sondern kontinuierlich gebogen und umgelenkt werden“, erklärt Michael. Es werden hochmodulare Faserwerkstoffe mit gestreckten Molekülketten verwendet, die nach dem Strecken thermisch fixiert werden. „Diese sind teilweise deutlich fester als Stahl und haben viele positive Eigenschaften“, erklärt Projektmitarbeiter Ingo Berbig.

Seilprüfmaschine kontrolliert Seile

Der große Vorteil der Chemnitzer Forscher sind ihre vieöfältigen Prüfmöglichkeiten für die Faserseile. „Mit der Entwicklung hochmodularer Faserwerkstoffe Ende des 20. Jahrhunderts eröffnen sich viele neue Anwendungsmöglichkeiten, denen jedoch aufgrund des Neuheitsgrades ein großes Forschungsdefizit gegenübersteht“, meint Michael. Da es keine geeignete Prüftechnik zu kaufen gebe, mussten die Techniker das meiste selbst konstruieren.

Eigentlicher Schwerpunkt der Arbeit ist die Herstellung von eigenen Seilen. „Nur wenn wir selbst Seile produzieren, wissen wir genau, was wir untersuchen“, erklärt Michael. Neben zwei Flechtmaschinen in einer kompletten Herstellungslinie stehen in den Laboren Kriechprüfstände, ein Treibscheibenprüfstand und eine statische Zugprüfmaschine. Mit dieser Ausstattung könne man alle wesentlichen Eigenschaften von Faserseilen untersuchen, so Michael.