Das TFI-Institut für Bodensysteme hat ein neues Tuftingmaschinenkonzept für Schlingenware konstruiert und getestet. Für Betreiber von Tuftingmaschinen stellt es eine kostengünstige Alternative zu den vergleichsweise teuren Single-End-Systemen dar, bei denen Servomotoren in der Anzahl der Einzelgarne verbaut sind. Aufgrund der Vielzahl der Antriebe sind diese platzbedingt übereinander angeordnet, sodass die Einzelgarne unterschiedliche Garnspannungen aufweisen.
Das entwickelte Maschinenkonzept dagegen arbeitet nach dem Prinzip einer höhengleichen Garnsteuerung, die ein exaktes Tuften von Hoch-Tief-Strukturen ermöglicht. Das System besteht aus einer horizontal angeordneten Königswelle als Hauptantriebseinheit, die mit Blick auf die Maschinenteilung mit nebeneinander angeordneten ringförmigen Garnführungselementen zur Regulierung der Garnzufuhr bestückt ist. Piezoaktoren sind keramische Biegewandler, die bei Anlegung einer elektrischen Spannung durch eine Formänderung eine mechanische Kraft auf ein Bauteil ausüben können. Sie zeichnen sich durch eine geringe Energieaufnahme und kleine Baugröße aus und müssen hier zwei Funktionen sicherstellen:
• Rotation eines ringförmigen Garnführungselementes mittels innen liegender, mitrotierender Aktoren, die bei Aktivierung Kontakt zur Innenwandung des Elementes haben und dieses kraftschlüssig mitnehmen.
• Abbremsung eines ringförmigen Garnführungselementes mittels aussen liegender, stationärer Aktoren, die bei Aktivierung Kontakt zur Aussenwandung des Elementes haben und dieses kraftschlüssig anhalten.
Das System misst die Drehzahl der Tuftingmaschine als Bezugsgeschwindigkeit für die notwendige Rotation der Hauptantriebseinheit. Die orthogonal auf der Hauptantriebseinheit montierten und über eine kugelgelagerte Mimik frei beweglichen Garnführungselemente können über eine Mitnahme durch die innen liegenden Piezoaktoren Garn zu den Tuftingnadeln liefern. Über ein Abbremsen durch die aussen liegenden Piezoaktoren wird entsprechend Garn von den Tuftingnadeln zurückhalten.
Damit ist es möglich, die Garnzufuhr für jedes Garnführungselement individuell zu modulieren, so dass hohe oder niedrige Polschlingen ausgebildet werden. Es wurde eine Elektronik zur Ansteuerung der Piezoaktoren entwickelt, die sowohl mit dem System rotierende als auch ortsfeste Steuerplatinen enthält. Dabei regelt die Elektronik die benötigten Versorgungsströme und -spannungen für die Hauptantriebseinheit sowie die Piezoaktoren und stellt die mustermäßig gewünschte Taktung zur Mitnahme oder Abbremsung der Garnführungselemnte sicher.
Mithilfe einer Bedienungssoftware können mustermäßige Anweisungen für ein Einzelgarn eingegeben werden, sodass über die piezo-gesteuerte Regulierung der Garnzufuhr entsprechende Rapporte getuftet werden können.
Im Rahmen des Projektes wurde die Machbarkeit einer piezo-gesteuerten Einzelgarnsteuerung durch die Konstruktion eines Demonstrationsmodells mit drei funktionsfähigen Garnführungselementen aufgezeigt. Bei ca. 140 in Westeuropa für eine Umrüstung in Frage kommender Maschinen und angenommenen Umrüstkosten von 150 T € bei einer Maschinenbreite von 4 Meter ergäbe sich für die an der Umrüstung beteiligten Unternehmen ein Auftragspotenzial von 21 Mio. Euro. Kontakt: Thomas Brunke t.brunke@tfi-online.de 0241/9679132