22/06/2016 – Automatische Verbindung

Seilenden aus Hochleistungsfasern

Um das Reißen der Naht auszuschalten, soll der Arbeitsgang des Schlaufennähens voll automatisiert werden.

Problematik

Seilendverbindungen (Seilschlaufen) an Industrieseilen und an Leinen in einem Durchmesserbereich von 0,5 bis 3 mm für Gleitschirme und Kites müssen eine möglichst gleichmäßige hohe Festigkeit aufweisen. Bisher werden diese Seilendverbindungen manuell mit einer Industrienähmaschine gefertigt. Die dabei entstehenden Ungleichmäßigkeiten der Naht führen zu reduzierten, nicht ausreichenden Festigkeiten und damit zu höheren Ausschussquoten.

Zielsetzung

  • Entwicklung und Herstellung neuartiger hochwertiger Seilendverbindungen (Seilschlaufen) an Industrieseilen und an Leinen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 3 mm für Gleitschirme und Kites in höchster Qualität
  • Entwicklung, Konstruktion und Fertigung eines geeigneten Demonstrators für die Seilendverbindungen
  • Versuche zur Herstellung von Seilendverbindungen an verschiedenen Seiltypen und deren Prüfung
  • zertifizierter Herstellungsprozess mit hohem Automatisierungsgrad und 100%-iger Teileprüfung für die Automobilindustrie

Lösungsweg

Um das Reißen der Naht auszuschalten, soll der Arbeitsgang des Schlaufennähens voll automatisiert werden. Zur Verbesserung der Qualität wurden dazu Untersuchungen durchgeführt, wie die Konfektion der Seilschlau-fen in immer gleichmäßig hoher Qualität vor Ort (Seilhersteller) erfolgen kann. Die Untersuchungen bildeten die Basis für die Konzipierung und den Bau eines Demonstrators zur automatischen Herstellung von Seilendverbindungen.

Ergebnisse

Im Rahmen der Projektarbeiten konnte nachgewiesen werden, dass mit der folgenden Naht Festigkeitswerte der Seilendverbindungen von 93% der Seilfestigkeit erreicht werden:

  • Zick-Zack-Naht mit 1 mm Stichlänge
  • Riegel am Anfang, in der Mitte und am Ende
  • am Nahtende Umwinden mit einem Überstich von 2 mm

Die Entwicklung, Konstruktion und der Bau des Demonstrators erfolgte in folgenden Schritten:

- Umrüstung eines verfügbaren Riegelautomaten als Grundmaschine für den Demonstrator

- Anbau der entwickelten und gefertigten Demonstratorteile

  • Baugruppe zur Formung und Fixierung der Schlaufenenden
  • Baugruppe zur Anpassung des Nähmaschinennähfeldes
  • Baugruppe zum Festlegen des Maschinenreferenzpunktes
  • Zusatzgestell für Schlaufenleger
  • 3-achsiger Schlaufenleger mit Servoachse zur variablen Herstellung der Umschlaglänge und Seilgreifer für Seildurchmesser von ø 0,8 – 4mm
  • Nähmaschinentisch (Grundaufbau mit Seilbereitstellung, Schiebetisch Y-Achse mit diversen Seilführungen, Wechselteile für verschiedene Seildurchmesser, Ankopplung an Nähmaschinenhauptachse, Unterfadenkontrolle)
  • Seilfixierung, angekoppelt an die Nähmaschinenachsen (Transportplatte mit Fixier- und Spannhebel, angesteuert über die Klammermechanik der Nähmaschine, universell für den genannten Durchmesserbereich)
  • Schlaufenaufnahme, schnell wechselbar entsprechend dem zu nähenden Seildurchmesser
  • Steuerung mit Display (Betriebsartenwahl: Handbetrieb/ Grundstellung/ Tippen/ Automatik, bestehend weiterhin aus Stromversorgung, CPU-Baugruppe, Verkabelung)

Danksagung

Wir danken dem Bundesministerium für Wirtschaft und Energie für die Förderung des Förderprojektes (Reg.-Nr. KF2034057CJ3) innerhalb des zentralen Innovationsprogrammes Mittelstand (ZIM) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Kontakt:

Dipl.-Ing.Ulrich Herrmann Tel.: 0371 5274-216 E-Mail: ulrich.herrmann@stfi.de
Dipl.-Ing. Reinhard Helbig Tel.: 0371 5274-214 E-Mail: reinhard.helbig@stfi.de