Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hochdynamische aktive Fadenspannelemente für die Steigerung der Leistung von Kettenwirkmaschinen bei der Verarbeitung von Garnen geringer elastischer Dehnbarkeit

In der deutschen Textilindustrie wird aufgrund des sich verschärfenden Wettbewerbs zunehmend die Entwicklung und Produktion innovativer Textilien mit höchster Leistung und Qualität vorangetrieben. Diese erfordern einen flexiblen Einsatz von Spezialgarnen und eine anforderungsgerechte Strukturvariabilität. Das Kettenwirken bietet dafür durch die bindungstechnische Vielfalt und die extrem hohe Produktionsleistung (bis 4400 Maschenreihen/min) hervorragende Voraussetzungen. Durch die derzeitige Verwendung von passiv wirkenden Fadenspannelementen, die als einfache Feder-Massesysteme ausgelegt sind und bei hohen Maschinengeschwindigkeiten an die Grenzen ihrer dynamischen Eigenschaften geraten, sind Garne mit einer Bruchdehnung ≤ 20 % von den KMU nicht wirtschaftlich verarbeitbar und in den Start- und Stoppphasen treten qualitätsmindernde Standreihen auf. Ziel des Projektes ist deshalb die simulationsgestützte Entwicklung einer einfachen, kostengünstigen, konstruktiv-technologischen Lösung für einen nachrüstbaren, aktiven, hochdynamisch arbeitenden und stufenlos einstellbaren Fadenlängenausgleich an Hochleistungskettenwirkmaschinen, mit dem die auftretende Fadenzugkraft und -schwankung im Prozess sowie in den Start- und Stoppphasen auf einem niedrigen und konstanten Niveau gehalten werden. Dafür wird der Fadenverlauf im Wirkprozess systematisch analysiert und aus diesem getriebetechnisch abbildbare Bewegungsbahnen abgeleitet. Anhand der Bewegungsbahnen werden effiziente Getriebelösungen entwickelt, sowie eine Vorzugslösung erarbeitet. Diese wird am ITM über die Verarbeitung von Garnen mit geringer elastischer Dehnbarkeit erprobt und umgesetzt. Die Lösung wird hinsichtlich erreichbarer Geschwindigkeit (Ziel: 3500 MR/min), Handling, Fadenbruchhäufigkeit, Standreihenvermeidung und wirtschaftlicher Aspekte bewertet. Damit werden den KMU Lösungen zur Schaffung von neuen, innovativen Produkten sowie der signifikanten Produktionssteigerung der Kettenwirkmaschinen gegeben.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des am Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) erfolgreich abgeschlossenen, von der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) geförderten Vorhabens 19166 BR wurde ein flexibel, hochdynamischer, kostengünstiger und nachrüstbarer aktiver Fadenlängenausgleich an Kettenwirkmaschinen entwickelt, mit dem sich Garne mit einer geringen elastischen Dehnbarkeit unter 20 % (z. B. aus Baumwolle und PES-Hochfest) bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten (über 3000 U/min). Dem ITM ist es im Rahmen der Projektbearbeitung gelungen, einen Hochproduktiven und nachrüstbaren aktiven Fadenlängenausgleich an Kettenwirkmaschinen zu entwickeln. Durch eine umfassende simulationsgestützte Berechnung des Fadenbedarfs sowie eine umfassende Maschinenanalyse wurden Lösungsvarianten zur getriebetechnischen Umsetzung an Kettenwirkmaschinen geschaffen und umgesetzt. Dabei ist es gelungen, eine fadenschonende Verarbeitung von Garnen mit geringer elastischer Dehnbarkeit, speziell Bauwollring- und PES-Hochfestgarn, zu realisieren. Somit sind diese Garne bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten (bis 3500 U/min) an Kettenwirkmaschinen zu verarbeiten. Die daraus gefertigten Gewirke weisen sehr gute Eigenschaften auf und bieten damit ein sehr hohes Innovationspotential für die Nutzung im Fahrzeug-, Textilmaschinen- und Möbelbau. Das verbunden mit einer industriegerechten Handlungsanweisung ermöglicht den KMU der Wirkerei-, Garn- und Zulieferindustrie die Ergebnisse schnell umzusetzen und neue sowie innovative Produkte am Markt anzubieten. Die entwickelten Abstandsstrukturen weisen ein sehr hohes Innovationspotential für die Nutzung im Fahrzeug-, Textilmaschinen- oder Möbelbau auf.