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Jahresbericht 2020

Intelligente Textilstrukturen für Elastomerbauteile

Smart textile reinforcement of rubber components

• Anforderungsgerechte Einstellung mechanischer und thermischer Eigenschaften hochbelasteter
Elastomerbauteile durch Integration maßgeschneiderter textiler Verstärkungsstrukturen aus
Hochleistungsfaserstoffen / Customized adjustment of mechanical and thermal strength for heavy-duty rubber
components by integration of textile structures made of high performance fiber materials

• Simulationsgestützte Auslegung, Umsetzung und Erprobung adaptiver Faser-Elastomerverbunde zur
Umsetzung von komplexen Bewegungsmechanismen / Simulation-based design, fabrication and testing of
adaptive fiber rubber composites for the realization of complex motion sequences
• Grenzschichtdesign auf Basis anforderungsgerechter Beschichtung der textilen Strukturen für eine
bestmögliche Anbindung an die Elastomermatrix / Boundary layer design by customized coating of textile
structures in order to achieve proper adhesion towards the rubber matrix

• Definierte Einstellung der Wärmeleitfähigkeit von Elastomerbauteilen durch Integration
wärmeleitender textiler 3D-Strukturen aus Draht bzw. Kohlenstoff / Adjustment of the thermal
conductivity of rubber components by integration of thermal conductive 3D textile structures made from metal
wires or carbon
• Erprobung der Elastomerbauteile unter praxisnahen Anwendungsbedingungen / Testing of the rubber
components under practice-oriented conditions

Textilverstärkte Elastomerbauteile kommen ver- bei der Flächenbildung in die textile Verstärkungs-
stärkt im Maschinen , Anlagen- und Fahrzeugbau zur struktur können z. B. zusätzliche externe aktorisch-
Anwendung. Reine Elastomerbauteile haben jedoch motorische Komponenten zur Erzeugung von Bewe-
meist Gebrauchseinschränkungen, z. B. aufgrund gungsabläufen durch Verformung sowie Sensoren
der niedrigen Wärmeleitfähigkeit in Verbindung mit zur Erfassung des Bauteildeformationszustands ein-
einer starken Eigenerwärmung oder aufgrund von gespart werden. Dazu werden gezielt textilbasierte
Versprödungen bei mechanischer Wechsel-/Dauer- Aktor- und Sensornetzwerke in die Verbunde inte-
belastung. Entscheidend für die Bauteilauslegung griert. Weiterhin ist es möglich, Elastomere durch
ist daher eine optimale Einstellung der Materialei- Integration von Magnetpartikeln zu funktionalisie-

Vom funktionalisierten Textil zum adaptiven Elastomerverbund / From functionalized textile to adaptive elastomer composites

genschaften von Elastomeren, die über eine hohe ren und somit die Materialsteifigkeit elektromagne-
Dehnbarkeit und ein gutes Dämpfungsvermögen tisch zu modulieren. Diese Einstellbarkeit ist insbe-
verfügen sowie deren Kombination mit lastaufneh- sondere bei Einsatz derartiger Elastomerbauteile als
menden textilen Festigkeits- und Steifigkeitsträgern Schwingungsdämpfer von hoher praktischer Rele-
z. B. aus Polyester, PPS oder Aramid, um anforde- vanz.
rungsgerechte Elastomerverbundbauteile herstel-
len zu können. Weitere Forschungsaktivitäten in enger Zusammen-
arbeit mit der Industrie verfolgen das Ziel, durch die
Wesentlicher Forschungsschwerpunkt im Bereich Integration von lastgerechten, anforderungsgerecht
der Textil-Elastomer-Verbunde ist die Funktionali- oberflächenmodifizierten Hochleistungsfaserstoffen
sierung von Elastomerbauteilen durch Integration in Elastomerbauteile deren Lebensdauer und Leis-
interaktiver textiler Verstärkungsstrukturen, z. B. tungsfähigkeit signifikant zu verbessern. Über eine
auf Basis von textilen Aktoren oder Sensoren. Durch gezielte Einstellung der Paramater bei der Oberflä-
die gezielte Integration von Zusatzfunktionen bereits chenmodifizierung der Faserstoffe sowie durch den

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