Oszillation in textilen, tribologischen Kontakten
von Lisa Katharina HuckBei der Herstellung textiler Flächen führen Reibung und Verschleiß zum Bruch von Einzelfilamenten. Um die Filamentbruchrate gering zu halten, wird die Prozessgeschwindigkeit reduziert. Eine zentrale Herausforderung bei der Verarbeitung von querspröden Fasern, ist die hohe Belastung der Filamente an den Fadenleitelementen in Textilmaschinen.
Die vorliegende Dissertationsschrift beschreibt den tribologischen Kontakt zwischen einem schwingenden Faden und einem Fadenleitelement. Ziel dieser Arbeit ist es, ein besseres Verständnis der Wirkung von Fadenschwingungen auf die Reibung im Kontakt zwischen Faden und Fadenleitelement zu erlangen. Die so gewonnenen Erkenntnisse können beispielsweise zur Steigerung von Prozessgeschwindigkeiten eingesetzt werden und dienen der Ableitung prozessverbessernder Maßnahmen.
In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz entwickelt, um die Reibung zwischen Fäden und Fadenleitelementen zu reduzieren. Durch die gezielte Anregung von Fäden zum Schwingen soll die Reibung beeinflusst werden. Es wird gezeigt, dass diese Reibung durch schwingende Fäden im Mittel um 30 % reduziert werden kann. Es wird dargestellt, wie sich die Fadenschwingung auf die Filamentbrüche durch die Verarbeitung auswirkt. Zunächst wird das Tribosystem theoretisch analysiert und im Labor untersucht. Die Ergebnisse werden im Technikum und im Feldversuch in der Industrie validiert.
Die Technologie der Reibungsreduktion in textilen, tribologischen Kontakten durch Schwingungsanregung ist für viele textile Prozesse und Materialien vielversprechend. Im Ausblick werden einige Beispiele für potentielle Anwendungen vorgestellt. Insgesamt liefert die vorliegende Dissertation die Grundlage für die Übertragung der schwingungsbasierten Reibungsreduktion auf beliebige textile Tribosysteme.
