Multiphysikalische Betrachtung von Kabeln

Im Rahmen einer kooperativen Promotion mit der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen- Nürnberg und der Hochschule Trier werden Kabel und Leitungen, die Anwender in erster Linie als elektrisches Bauteil wahrnehmen, im Sinne der Versagens- und Dimensionierungssystematik eines Maschinenelementes erforscht. Das Projekt befasst sich mit der Erforschung mechanisch beanspruchter Kabel und Leitungen. Ihr Einsatz soll sicherer und der Austausch dauerbelasteter Leitungen vorhersehbar werden. An Leitungen in bewegten Anwendungen bestehen hochkomplexe elektrische und mechanische Anforderungen, die derzeit unzureichend erforscht sind. Eine Betriebsdauer lässt sich nicht berechnen. Gerade im Hinblick auf Industrie 4.0 und autonomes Fahren könnten außerplanmäßige Maschinenstillstände kritisch werden. Mit beschleunigten Alterungstests versuchen Hersteller und Anwender in einer immer kürzer werdenden Time-To-Market ihre Produkte zu erproben. Während der Arbeit hat sich herausgestellt, dass die Vorgaben von Normen unzureichend beschrieben sind. Mit der multiphysikalischen Erfassung des Schädigungsverlaufes in Dauerprüfungen können für bewegte Leitungen Verschleißindikatoren herausgestellt werden, die ein neuartiges Phasenmodell der Lebensdauer von mechanisch- dynamisch belasteten Leitungen bilden. Die Untersuchungen zeigen, dass es unter anhaltender mechanischer Belastung vor einem Bruch von Leitungen zu Gefügeveränderungen und Oberflächenrauheiten des Kupferwerkstoffes kommt, die elektrotechnisch gemessen werden können. Damit ist die Grundlage eines Kabelmonitoring- Systems geschaffen. Die Forschungsergebnisse tragen zu einer vorhersehbaren Produktlebensdauer der mechanisch eingesetzten elektrischen Produkte und somit zu einer erhöhten Zuverlässigkeit in vielen Branchen bei.

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