Analyse und Modellierung von kurzzeitdynamischen Garnverarbeitungsprozessen am Beispiel des Hochleistungskettenwirkens

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Michael Beitelschmidt; Professor Dr.-Ing. Chokri Cherif
• Fachliche Zuordnung: Leichtbau, Textiltechnik ; Mechanik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 394705170

In der Textilindustrie sind in den letzten Jahren zwei wesentliche Entwicklungen festzustellen, durch die die Produktion, die Strukturvariabilität und die Qualität der Textilien gesteigert werden sollen. Die 1. Entwicklung umfasst die Leistungssteigerung von Textilmaschinen über höhere Maschinengeschwindigkeiten und größere Arbeitsbreiten, zur kostengünstigeren Fertigung textiler Produkte. Die 2. Entwicklung betrifft die Herstellung von maßgeschneiderten textilbasierten Lösungen (z. B. im Automobil- und technischen Bereich für FKV-Anwendungen) mit geringer zulässiger Fehleranzahl, hoher reproduzierbarer Produktqualität, geringen Maschinenstillstandzeiten sowie dem Einsatz von anforderungsgerechten und leistungsfähigen Garnmaterialien, wie Glas-, Carbon- und Aramid- sowie Stapelfasergarnen. Die Feststellung von Wechselwirkungen und Abhängigkeiten zwischen den verschiedenen Garnmaterialien, Prozessparametern und den erforderlichen Garnleitelementen ist für eine signifikante Verbesserung und damit Homogenisierung des Garnlaufs zwingend erforderlich, obgleich dies durch die Anzahl der Einflussparameter und das komplexe Zusammenwirken maschinenspezifischer und technologischer Parameter erschwert wird. Das Ziel des Projektes besteht demzufolge in der Erforschung und Modellierung kurzzeitdynamischer Garnverarbeitungsprozesse im instationären Betriebsfall am Beispiel des Hochleistungskettenwirkens. Diese Flächenbildungstechnik ist durch eine hohe Garndynamik infolge hoher Verarbeitungsgeschwindigkeiten gekennzeichnet. Somit resultieren für die im Rahmen des Projektes simulationsseitig und messtechnisch zu evaluierenden Garnlaufvorgänge extrem kurzzeitdynamische Beanspruchungsszenarien, wie Querbeschleunigungen mit resultierenden Quer- und Längsschwingungen inklusive zugehöriger Dämpfungsphänomene. Darüber hinaus sind dynamische Wechselbeanspruchungen infolge des diskontinuierlichen Maschenbildungsprozesses sowie infolge überlagerter betriebsdrehzahlabhängiger Eigenschwingungen der Arbeitselemente der Kettenwirkmaschinen für den Flächenbildungsprozess von grundlegender Bedeutung und forschungsseitig vertieft zu analysieren. Zur umfassenden Beschreibung der komplexen Maschinen- und Garndynamik sowie deren Wechselwirkungen ist ein umfassendes gekoppeltes Modell zu entwickeln und zu validieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen