Das Projekt "Energieverbrauchsreduzierung durch verbesserte Ansteuerung von Stafettendüsen beim Luftdüsenweben - EvereSt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Textiltechnik, Lehrstuhl für Textilmaschinenbau durchgeführt. Der hohen Produktivität von Luftwebmaschinen steht ihr hoher Energieverbrauch in Form von Druckluft entgegen. Der größte Anteil am Druckluftverbrauch entfällt auf die Stafettendüsen (bis zu 90 Prozent). In der gezielten Ansteuerung der Stafettendüsen liegen Energieeinsparpotenziale, welche in diesem Projekt erforscht werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist eine durchschnittliche Drucklufteinsparung beim Luftweben von mindestens 20 Prozent gegenüber dem Stand der Technik. Es wird eine elektronische Einstellhilfe für die Ansteuerung der Stafettendüsen entwickelt. Diese Einstellhilfe wird in Bezug auf ihre Funktionalität, die Benutzerfreundlichkeit und die Akzeptanz bei Webereien validiert. Es wird eine Konzeptentwicklung für die industrielle Umsetzung vorgeschlagen. Dadurch kann die Einstellhilfe, die während des Projektes at-line betrieben wird, nach Projektende von Softwarefirmen oder Webmaschinenherstellern mit angemessenem Aufwand in die Webmaschinensteuerung integriert werden. Dadurch werden die Projektergebnisse den Webereien zugänglich gemacht. Der Lösungsweg kann in drei große Teile gegliedert werden. Im ersten Teil werden messtechnisch Daten an Luftwebmaschinen erfasst, die in einer Datenbank hinterlegt werden und für das im Folgenden zu entwickelnde Strömungsmodell als Eingangsgrößen dienen. Im folgenden Teil wird das vereinfachte 1D-Strömungsmodell entwickelt und implementiert, mit dem die Kräfte auf das Schussgarn bestimmt werden können und somit die Einschaltzeiten der Stafettendüsen angepasst werden können. Im letzten Teil wird das Modell im Praxistest unter industriellen Bedingungen bei einem KMU und einem Großunternehmen aus dem PA getestet. Ferner werden Softwarekonzepte hinsichtlich Benutzerfreundlichkeit und Akzeptanz entwickelt und beurteilt.
Das Projekt "Energieverbrauch Luftweben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Textiltechnik, Lehrstuhl für Textilmaschinenbau durchgeführt. Problemstellung: Ein vermehrter Einsatz von Luftwebmaschinen ist der Wunsch der Webereien. Dies hat seine Ursache in der hohen Produktionsleistung dieser Webmaschinen. Auch nimmt die Flexibilität der Luftdüsentechnologie sowohl bezüglich der Verarbeitung unterschiedlichster Garne (z.B. glatte Garne für technische Gewebe) als auch der Arbeitsbreiten zu. Dem gegenüber stehen allerdings der hohe Energieverbrauch bei der Erzeugung von Druckluft und hohe Energiekosten. Zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Webereien sind also Maßnahmen notwendig, den Energieverbrauch beim Luftweben zu senken. Bisher werden nur punktuelle Maßnahmen, wie kürzere Leitungen zwischen Ventilen und Stafettendüsen und die Modifizierung der Düsengeometrien, gegen den hohen Druckluftverbrauch ergriffen. Selbstregelnde Systeme, die anhand des Zeitpunkts der Schussfadenankunft die Blaszeiten/-drücke der Hauptdüse anpassen, sind im Einsatz. Diese Maßnahmen sind anhand von Erfahrungswissen und empirischen Untersuchungen entstanden. Weiterhin existieren Ansätze zur Simulation der Luftströmungen lediglich an den Düsen. Eine weitere, deutliche Reduktion des Luftverbrauchs ist durch die bestehenden Ansätze kaum mehr möglich. Es fehlt eine systematische Untersuchung des gesamten Strömungsfeldes und die Betrachtung der Wechselwirkung mit dem Schusseintrag. Ziel: Das Ziel ist eine signifikante Reduzierung des Energieverbrauchs beim Luftweben (mind. 10 Prozent). Lösungsweg: Der Forschungsansatz ist eine methodische Simulation des Strömungsfeldes mit dem Ziel der Entwicklung eines Feldes mit guten Schusseintragseigenschaften bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch. Dabei wird die Strömungssimulation mit dem Know-how des ITA in den Bereichen der Messtechnik, des Maschinenbaus und der textilen Prozesstechnik verknüpft. Zur Simulation der Luftströme von Haupt- und Stafettendüsen wird eine Computational Fluid Dynamic (CFD)-Software eingesetzt. Für die Simulation wird ein Modell entsprechend den Randbedingungen der Webmaschine, wie z.B. Düsengeometrien, Rietkanal und Blaszeiten/-drücke, entwickelt. Die Validierung der Simulation erfolgt anhand einer empirischen Erfassung der Luftströmung durch konventionelle Strömungsmesstechnik und laserbasierte Particle Image Velocimetry (PIV). Auf der Basis dieses Strömungsfeldes einer gut eingestellten Webmaschine wird die entsprechende Luftströmung numerisch simuliert. Die Einstellparameter werden variiert. Schließlich werden die durch die Simulation erhaltenen Größen, wie z.B. Blaszeit/-druck, im Technikum des ITA experimentell überprüft. Es werden entsprechend den Leitthemen Sicherheit und Mobilität verschiedene Garntypen ausgewählt (z.B. Hochleistungsgarne wie Aramid). Eintragszeiten und Fadenzugkräfte werden gemessen und statistisch untersucht, um die Güte der durch die Simulation abgeleiteten Maßnahmen zu bestimmen. usw.