Die Betreiber von Teppich-Schermaschinen werden mit der Tatsache konfrontiert, dass derzeit keine objektiv arbeitenden Überwachungs- oder Kontrollsysteme für das Einrichten des Schneidzeugs in der Scheranlage und die kontinuierliche ProzessÜberwachung des Schervorganges verfügbar sind. Ein wesentliches Ziel der Forschungsaktivitäten war die Erfassung und Visualisierung von Veränderungen im Scherprozess auf der Basis von unterschiedlichen Messtechniken. Darüber hinaus sollte auch das dynamische Verhalten des Scherzylinders untersucht und Veränderungen des Scherspalts quantifiziert werden.

In diesem Forschungsvorhaben konnte gezeigt werden, dass die Erfassung und Visualisierung von Veränderungen im Scherprozess und am Schneidzeug auf Basis von Schwingungs- und Temperaturmessungen möglich ist. In Bezug auf eine Online-Überwachung eignen sich Schwingungssensoren vorzugsweise um kurzwellige Veränderungen am Untermesser zu detektieren. Der Betrag der Zustellung des Scherzeugs kann ebenfalls auf Basis der Schwingungsmessungen nachgewiesen werden. Ein weiterer Ansatz, Rückschlüsse über den Zustand des Scherzeugs insbesondere entlang der Maschinenbreite zu erhalten, ist die Erfassung der Temperaturverteilung, die infolge der Reibung zwischen Scherzylinder und Untermesser entsteht.

Ausgangsbasis für die Ermittlung der Ursachen für das Geräusch beim Scheren war die Simulation des Schnittvorgangs an einzelnen Garnen. Die Frequenzanalyse der Schwingungen, die beim Schnitt unterschiedlicher Garne entstanden, ergab keine eindeutigen Frequenzanteile. Eine Rückführbarkeit anhand der Frequenzanalyse auf ein entsprechendes Garn war nicht möglich.

Die Analyse der Geräuschemission auf der Basis von Luftschall hat ergeben, dass von der Schermaschine ein Geräusch emittiert wird, das sich aus konstanten und variablen Komponenten zusammensetzt. Die konstanten Anteile (Grundgeräusche) werden z.B. durch die Eigenschwingung des Untermessers und durch Nebenaggregate verursacht. Die variable Größe wird maßgeblich bestimmt durch den Hieb der Spiralen in Verbindung mit der Zylinderdrehzahl.

Für die Einstellung und Kontrolle des Scherspaltes beim Einrichten einer Scheranlage wurde ein Messsystem entwickelt, mit dem der Abstand zwischen Oberkante des Schertisches und Unterkante der jeweils unten liegenden Scherspirale vermessen werden kann. Damit ist es möglich, die Gleichmäßigkeit des Scherspalts entlang der Arbeitsbreite quantitativ zu erfassen und zu dokumentieren. Abgesehen von der Kontrolle des Scherspaltes konnten mit dem System auch gezielte lokale Veränderungen beim Einstellen des Scherspalts erreicht werden.

Des Weiteren wurde das dynamische Verhalten des Scherzylinders analysiert und mögliche Veränderungen des Scherspalts im Betrieb der Anlage quantifiziert.

• Anker-Teppichboden Gebr. Schoeller GmbH + Co. KG, Düren
• Dura Tufting GmbH, Fulda
  
• Halbmond Teppichwerke GmbH, Oelsnitz
• Heusch GmbH & Co. KG, Aachen
• Holthausen Maschinenbau GmbH, Viersen
• INVISTA (Deutschland) GmbH, Oestringen
• m-tec Textilmaschinen GmbH, Viersen
• Nordmann GmbH & Co. KG, Hürth
• J. Schlenter GmbH & CIE, Aachen
• Textilausrüstungsgesellschaft Schroers GmbH & Co. KG, Krefeld
• Vorwerk & Co. Teppichwerke GmbH & Co. KG, Hameln
• Xetma Gematex GmbH, Aue

Das Forschungsvorhaben 14415 N der Forschungsvereinigung Forschungskuratorium Textil e.V. wurde im Programm zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die AiF finanziert.