KUNSTSTOFF XTRA
Materialoptimierung
Reduktion tribologisch bedingter Übertragungsverluste
Entwicklung von reiboptimierten Kabelzügen Im Rahmen eines von der Innosuisse mitfinanzierten Projektes der Hochschule für Technik Rapperswil zusammen mit der Fortatech AG konnten durch die systematische Optimierung der im Reibsystem «Kabelzug» vorhandenen Materialpaarung zwischen der statischen Kabelhülle und der kraftübertragenden Litze die Projektziele hoher Wirkungsgrad und lange Lebensdauer erreicht werden.
Prof. Daniel Schwendemann ¹, Marc Akermann ¹, Thomas Englert ²
Ausgangslage zu Projektbeginn
Bilder: For tatech
Durch die Entwicklung zweier neuartiger Materialpaarungen konnten die beiden massgebenden Parameter Wirkungsgrad und Lebensdauer für die Effizienz eines Kabelzuges um den Faktor 3 beziehungsweise den Faktor 10 verbessert werden. Gleichzeitig konnte der Energieaufwand/-verbrauch bei der Betätigung des Aktors direkt proportional reduziert werden, was zu einem deutlich nachhaltigeren Umgang mit der elektrischen Energie zur Erzeugung von mechanisch übertragener Energie führt. Bild 1: Aufbau Bowdenzüge (links) und Druck-/Zugkabel (rechts) (1 Kabellitzen; 2a Kabel-Ummantelung «glatt»; 2b Kabel-Ummantelung «profiliert»; 3a Kabelführung mit Spiel; 3b Kabelführung spielfrei; 4 Stahl-Armierung der Kabelführung; 5 Aussenschicht der Kabelführung)
Das Hauptaugenmerk dieses Projektes liegt auf Kabelzügen (Bowdenzüge, Bild 1), die auf dem Markt entweder als Zugkabel oder als Druck-/Zugkabel erhältlich sind und überall dort Anwendung finden, wo Komponenten mechanisch bewegt oder verstellt werden müssen, wie zum Beispiel beim Öffnen und Schliessen eines Cabrioverdeckes oder bei Motorschaltungen von Booten (Bild 2). Der steigende Wettbewerb auf dem Markt dieser Kraftübertragungssysteme erfordert eine zunehmende Differenzierung von der Konkurrenz durch Innovationen im Bereich der Performance. Die Performance eines Kabelzuges wird dabei hauptsächlich durch die Lebensdauer und Leichtgängigkeit bei ¹ Prof. Daniel Schwendemann, stv. Institutsleiter, Marc Akermann, wissenschaftlicher Mitarbeiter, beide IWK, Rapperswil-Jona ² Thomas Englert, Geschäftsführer, Fortatech AG, Gübsenstrasse 80, CH-9015 St. Gallen
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Bild 2: Anwendungsbeispiel Druck-/Zugkabel zur Motorsteuerung bei Booten
der Kraftübertragung bewertet. Um auch wirtschaftlich wettbewerbsfähig zu bleiben, soll es am Ende des Projektes möglich sein, eine möglichst verlustfreie Ener-
gieübertragung ohne extern zugeführte Schmierstoffe zu gewährleisten, da diese zusätzliche Kosten und Arbeitsschritte erforderlich machen. 7-8/2020
