AVK-Preis für Faserverbund-Laufrad
Laufrad vor dem Prüfstand. (Foto: TUD/ILK.)

AVK-Preis für Dresdner Faserverbund-Laufrad

14.11.2018

Für ein Radiallaufrad in modularer Metall-Faserverbund-Bauweise haben Dresdner Wissenschaftler einen AVK-Preis in der Kategorie Forschung/Wissenschaft erhalten. Die Auszeichnung der AVK – Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe erfolgte im Rahmen des International Composites Congress 2018.

Die Entwicklung des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden gemeinsam mit der Forschungsvereinigung für Luft- und Trocknungstechnik (FLT) e. V. erzielte in ersten Belastungsversuchen bessere Leistungswerte als ein vergleichbares Rad in Metallbauweise. Bei den am ILK durchgeführten Schleuderversuchen wurde bei einer maximalen Drehzahl von 10.266 1/min eine Umfangsgeschwindigkeit von 543 m/s erreicht. Dies entspricht etwa einer Verdoppelung der maximalen Drehzahl gegenüber dem Referenzbauteil.

Das ILK gewinnt einen AVK-Preis für ein Hochleistungs-Faserverbund-Radiallaufrad. V.l.n.r: Dr.-Ing. Rudolf Kleinholz (Vorsitzender der Jury des AVK-Innovationspreises), Dipl.-Ing. Martin Pohl (ILK), Dr.-Ing. Peter Hermerath (FLT), Prof. Dr.-Ing. Jens Ridzewski (AVK).

Das ILK gewinnt einen AVK-Preis für ein Hochleistungs-Faserverbund-Radiallaufrad. V.l.n.r: Dr.-Ing. Rudolf Kleinholz (Vorsitzender der Jury des AVK-Innovationspreises), Dipl.-Ing. Martin Pohl (ILK), Dr.-Ing. Peter Hermerath (FLT), Prof. Dr.-Ing. Jens Ridzewski (AVK). (Foto: AVK)

Radiallaufräder in Industriegebläsen sorgen etwa in chemischen Anlagen für den Transport von Prozessgasen. Sie unterliegen dabei hohen mechanischen, thermischen und medialen Beanspruchungen. Die bisher eingesetzten rein metallischen Bauweisen sind hinsichtlich Leistungssteigerung weitgehend ausgereizt.

Faserverbundwerkstoffe eignen sich aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften dagegen besonders für den Einsatz bei Radiallaufrädern. Auf Grund der geringeren Bauteilmasse ist die Beanspruchung kleiner. Dies und die hohe Festigkeit der Faserverbundwerkstoffe erlauben eine deutliche Drehzahlsteigerung. Die Kombination mit metallischen Bauelementen, etwa für den Wellenanschluss oder Verbindungselemente zur Lasteinleitung, führen zur Umsetzung als innovative hybride Metall-Faserverbund-Bauweisen (MFB). Sie bietet hinsichtlich Leistungsdichte (Bauraum, Fördermenge und Drehzahl), Robustheit, Lebensdauer und Integrationsgrad gegenüber konventionellen Lösungen erhebliche Vorteile.

Modulare MFB ermöglichen zudem die Umsetzung mehrteiliger Laufräder, wodurch deutliche Verbesserungen hinsichtlich Herstellungskosten und Wartung erzielt werden können. Durch die modulare Bauweise lassen sich zukünftig Laufräder realisieren, welche unter für monolithische Bauweisen kritischen, thermomedialen Bedingungen höchste Umfangsgeschwindigkeiten über einen langen Betriebszeitraum erlauben und schon bei geringen Stückzahlen eine wirtschaftliche Fertigung ermöglichen. Die vielversprechenden Ergebnisse der Machbarkeitsstudie werden die ILK-Wissenschaftler in einem Anschlussprojekt weiterverfolgen.