Ziel der Entwicklung

In pneumatischen Webmaschinen erfolgt der Schusseintrag nicht mit massebehafteten Schützen- oder Greifersystemen, sondern durch den Einsatz von Druckluft. Der Schussfaden wird dabei entsprechend der Schusseintragsfrequenz von einem Vorlagekörper abgezogen, auf einer rotationssymmetrischen Trommel, dem Vorspulgerät, abgelegt und zwischengespeichert. Bei Start des Schusseintrages wird der Faden nach dem Öffnen einer Stoppeinrichtung kraftschlüssig mittels Druckluft, durch Vor- und Hauptdüsen von der Speichertrommel, abgezogen und ins geöffnete Fach geblasen. Im Bereich des Webfaches wird dieser Vorgang durch eine Reihe sogenannter Hilfs- oder Stafettendüsen unterstützt. Zum Abbau der vorhandenen kinetischen Energie im Faden werden gegen Ende des Schusseintrages Bremssysteme wirksam, um die Belastung der Schussfäden in Grenzen zu halten. Zu hohe Spannungsspitzen in den Schussfäden können zu fehlerhaften Stellen im Gewebe führen oder gar Schussfadenbrüche hervorrufen.
Ziel des Projektes ist eine Weiterentwicklung der Baugruppe Schusseintrag an pneumatischen Webmaschinen für unterschiedliche Marktsegmente und eine Optimierung des Schussfadentransportes zwischen Vorlagespule und dem Webfach. Der Schussfaden wird von der Vorlagespule durch ein kontinuierlich arbeitendes Lieferwerk abgezogen, durch eine im Niederdruckbereich arbeitende Düse in einen Rohrspeicher eingeblasen und bis zum Schusseintragsstart in Schlaufenform zwischengespeichert. Nach Öffnen einer Fadenklemme erfolgt der Schusseintrag in das geöffnete Webfach mittels Haupt- und Stafettendüsen in bekannter Weise. Wird die Klemme geschlossen beginnt der nächste Speichervorgang. Die Fadenlieferung über das Lieferrad wird zu keinem Zeitpunkt unterbrochen. Um die Fadenbelastung insgesamt niedrig zu halten, wird im Mischwechsel gearbeitet.
Anliegen der Weiterentwicklung des Schusseintrages ist eine Reduzierung der Schussfadenbelastung, des Abzugswiderstandes Faden vom Zwischenspeicher und des Luftverbrauches pro eingetragenem Schussmeter. Die Nutzung energetischer Vorteile im Niederdruckbereich, eine Handlingverbesserung durch beispielsweise semiautomatische Fadeneinfädelung und eine Kostenreduzierung in Anschaffung, Betrieb und Service sind weitere Zielstellungen.
Nach der Durchführung erster Vorversuche zur pneumatischen Fadenspeicherung und zum Schusseintrag wurde eine optimierte Speichereinheit konstruiert, gebaut und getestet. Das Endergebnis des eigentlichen Fadenspeichers ist ein sogenannter Schuppenspeicher, bestehend aus Speicherrohr und Speichereinsatz. Dieser Einsatz mit Schuppenstruktur bewirkt den Aufbau eines Widerstandes gegen das Nachrutschen der Speichersäule in Richtung Vordüse bei der Speicherentleerung und ein besseres Auflösen abgelegter Fadenschlingen und verringert somit die Verstopfungsgefahr. Die Speicherlänge beträgt 227 Millimeter. Diese Länge ist notwendig, um den Speicher nicht bis zum Ende mit Fadenmaterial aufzufüllen und dadurch nicht die Injektorwirkung der Abzugsdüse zu verringern.
Ein weiterer Baustein der Speichereinrichtung zur Sicherung eines stabilen Webprozesses mit dem entwickelten Schussfadenspeicher ist das Lieferrad. Ziel war es, übereinanderliegende Fadenlagen auf dem Lieferrad zu verhindern. Das wurde erreicht durch ein spezielles Lieferrad mit integriertem Verlegerad als eine Lösungsmöglichkeit oder durch ein Lieferrad mit Verlegerolle als zweite Lösung. Außerdem ergab sich eine spezielle (senkrechte) Lieferradanordnung als günstige Variante der Fadenzuführung im Mischbetrieb.
Weiterhin erfolgte die konstruktive Gestaltung des Stoppers (Fadenklemme). Er muss besonders bei höheren Drehzahlen entsprechend schnell öffnen und schließen und dabei eine ausreichende Fadenklemmung gewährleisten. Zum Einsatz kommt ein doppeltwirkender Miniatur-Pneumatikzylinder.
Parallel zur Speichereinrichtung wurde die Entwicklung eines Fadensensors (Geschwindigkeits- und Längensensor) vorangetrieben. Dieser Sensor dient der Lieferrad- und Stoppersteuerung.
Zum Abschluss der Entwicklungsarbeiten steht eine konstruktiv angepasste Variante für einen Praxistest auf einer Luftdüsenwebmaschine zur Verfügung.
Als Endergebnis des Projektes ergibt sich letztendlich ein webfähiges Funktionsmuster und stellt damit einen erfolgreichen Projektabschluss hinsichtlich der Aufgabenstellung dar.

Vorteile und Lösungen

Die Arbeiten innerhalb dieses Forschungsvorhabens befassen sich mit der Erweiterung und Optimierung der Funktionen von Baugruppen an Luftwebmaschinen.
Durch eine Verbesserung der Position der Luftwebmaschine soll eine Sicherung beziehungsweise Ausweitung von Marktsegmenten sowie eine bessere Befriedigung von Kundenbedürfnissen erreicht werden.
Eine Baugruppe mit besonderem Einfluss auf den Schusseintrag an pneumatischen Webmaschinen in Abhängigkeit von Schusseintragsfrequenz, der Maschinenbreite und des einzusetzenden Materials stellt der Bereich Vorlagespule, Vorspulgerät und Hauptdüse dar.
Aus den strategischen Bemühungen der am Markt etablierten Wettbewerber ist zu erkennen, dass dieser Baugruppe eine Schlüsselstellung zukommt.
Die Arbeit hat dazu beigetragen, die einzelnen Funktionen zu analysieren und entsprechend zu optimieren, um den Prozess insgesamt sicherer zu gestalten, die Funktionalität zu erweitern und dabei die Kosten zu minimieren.

Zielgruppe und Zielmarkt

Es wird beabsichtigt im Anschluss an das abgeschlossene FuE-Vorhaben mit der Entwicklung der Serienlösung unter Beachtung der Schnittstellen zur Webmaschine zu beginnen, so dass ab Mitte 2012 der Markteintritt für das neue Schussfadenspeichersystem realistisch erscheint.
Die Vermarktung beim Anwenderunternehmen sieht vor, dass eine Erhöhung des Marktpotenzials um 500 Luftdüsenwebmaschinen nach 2012 mit dem neuen Schussfadenspeichersystem angestrebt wird.
Von der Cetex gemeinnützige GmbH ist außerdem vorgesehen, eine Adaption der gefundenen Lösung für Aufspulaufgaben zu untersuchen und ggf. modifiziert zu übertragen.
Insbesondere bei Flach- und Großrundstrickmaschinen ist mit entsprechenden Modifikationen das Fadenspeichersystem ebenfalls einsetzbar.
Die Ergebnisse innerhalb des Forschungsvorhabens sollen weiterhin dazu beitragen, die Stellung der Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH als erfahrenen und kompetenten Partner auf diesem Gebiet bei der Lösung zukünftiger FuE-Aufgaben zu stärken, sowie ihre Leistungen im Rahmen des wirtschaftlichen Geschäftsbetriebes anbieten und vermarkten zu können.