Drucktoleranter Energiewandler für Tiefseeanwendungen

• Antragsteller: Professor Dr. Frank Kirchner
• Fachliche Zuordnung: Automatisierungstechnik, Mechatronik, Regelungssysteme, Intelligente Technische Systeme, Robotik ; Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404971005

Ziel des Projektes ist die Erhöhung der Robust- und Kompaktheit von Tiefseesystemen durch eine Verringerung der Systemkomplexität. Um Tauchtiefen größer als 500m zu erreichen, stoßen konventionelle Unterwassersysteme mit Druckkörpern an ihre Grenzen. Ein enormer Aufwand ist erforderlich, um diese Systeme tiefseetauglich zu machen. Immer größere Wandstärken der schweren Druckkörper erfordern großvolumige Auftriebskörper zur Gewichtskompensation. Fertigungs-, Entwicklungs-, Betriebs und Wartungskosten explodieren. Eine Verkleinerung der Systeme ist nicht denkbar. Im Rahmen dieses beantragten Projektes sollen grundlegende Untersuchungen zur Komplexitätsverringerung durch die Entwicklung drucktoleranter Funktionseinheiten aus weichen Materialien erfolgen. Der Umgebungsdruck wird dabei auf die im soften Material eingebettet Komponenten gleichmäßig übertragen, so dass auf Druckgehäuse komplett verzichtet werden kann. Bezüglich einer Tiefseeanwendung können alle inhärenten Eigenschaften von soften Materialien positiv genutzt werden. Aufgrund des Unterwasser herrschenden Auftriebs kann selbst die tragende Struktur aus weichen Material bestehen. Exemplarisch soll als weitestgehend flexible Funktionseinheit ein Fluidtransportsystem für die Tiefsee entwickelt werden. Dabei soll das softe Material multifunktional als Druckgehäuse für die darin eingebetteten Komponenten eingesetzt werden, als Korrosionsschutz, als tragende Struktur und zur Realisierung von Gelenken. In dem soften Trägermaterial sollen zudem weiche Energiewandler integriert werden. Die Verwendung softer Materialein ermöglicht neben multifunktionalen Materialnutzung eine Systementwicklung mit hohen Funktionsintegration, was zu einer Erhöhung der Robust- und Kompaktheit führt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2100: Soft Material Robotic Systems
• Mitverantwortliche: Professor Dr.-Ing. Franz Dietrich; Dr.-Ing. Marc Simnofske