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Die
Erfindung betrifft einen Schaftstab für Webmaschinen und einen mit
wenigstens einem solchen Schaftstab aufgebauten Webschaft.
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Webschäfte sind
bezüglich
ihrer Belastbarkeit steigenden Anforderungen ausgesetzt. Dies rührt von
der steigenden Arbeitsgeschwindigkeit (Drehzahlen) von Webmaschinen
her, die aus ökonomischen
Gründen
immer höheren
Ausstoß und
somit höhere
Produktivität
liefern müssen.
Um innerhalb des in einer Webmaschine vorhandenen begrenzten Bauraums
einen Webschaft zu konstruieren, der diesen Anforderungen genügen kann,
sind Schaftstäbe notwendig,
die vor allem in Bewegungsrichtung sehr biegesteif sind. Die Bewegungsrichtung
ist in der Regel die Vertikalrichtung.
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Aus
dem Stand der Technik sind verschiedene Vorschläge zur Gestaltung von Schaftstäben bekannt,
von denen sich jedoch nur wenige praktisch durchgesetzt haben. Z.B.
offenbart die
DE 39
37 657 A1 einen aus Seitenteilen und Verstärkungsprofilen zusammengesetzten
Schaftstab. Die Herstellung solcher Schaftstäbe ist jedoch aufwändig und
entsprechend teuer.
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Aus
der
DE 41 01 512 C1 ist
wiederum ein Ansatz bekannt, der sich auf die Verwendung von Stahl
beschränkt.
Diese Ausführung
hatte wegen der Verwendung vergleichsweise preisgünstiger
Materialien einigen Erfolg. Jedoch sind dieser Konstruktion aus
Gewichtsgründen
Grenzen gesetzt.
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Ein
weiterer Vorschlag geht aus der
EP 0 288 652 A1 hervor. Die dort vorgeschlagene
exzessive Verwendung von teueren Faserverstärkungen ist jedoch ein großes Hindernis
für den
wirtschaftlichen Erfolg dieser Lösung.
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Aus
der
DE 37 02 524 C2 ist
ein Schaftstab bekannt, der als Leichtbauprofil ausgebildet ist.
Zwischen seinen aus dünnem
Blech ausgebildeten Wänden
sind an der oberen und an der unteren Schmalseite jeweils entsprechend
stärkere,
z.B. u-förmig gebogene
Blechabschnitte vorgesehen, die die seitlichen Bleche verbinden
und auf Abstand halten. In einer Aus führungsform ist in eines dieser
an der Schmalseite angeordneten u-förmigen Bleche ein Verstärkungselement
eingefügt.
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Ein
interessanter Ansatz ist aus der
DE 103 49 382 B3 bekannt. Diese Druckschrift
offenbart die Herstellung eines Schaftstabs ausgehend von einem ein-
oder mehrkammerigen Aluminiumstrangpressprofils. Dieses wird mit
einem an seinen Enden keilförmig
auslaufenden Verstärkungselement
versehen. Das Verstärkungselement
wird mit dem Aluminiumkörper
verklebt. Um es in den Aluminiumkörper einzubringen, wird eine
beispielsweise ursprünglich
geschlossene Kammer des Aluminiumstrangpressprofils nach zumindest
einer Seite hin geöffnet,
indem die dort vorhandene Wand des Strangpressprofils partiell entfernt
wird. Durch die so geschaffene längliche Öffnung kann
das Verstärkungselement
in den Schaftstab eingeführt
und mit diesem verklebt werden. Mit diesem Konzept lassen sich prinzipiell
leichte und dabei steife Schaftstäbe kostengünstig fertigen. Es entstehen
jedoch Schwierigkeiten bei der Befestigung von Antriebselementen
an einem solchen Schaftstab. Außerdem
kann sich die Verklebung zwischen dem Verstärkungselement und dem Schaftstab
als Schwachstelle herausstellen.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schaftstab zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Schaftstab nach Anspruch 1 oder 14 gelöst:
Der
erfindungsgemäße Schaftstab
weist in seiner ersten Ausführungsform
gemäß Anspruch
1 einen Grundkörper
auf, mit einem an seiner Schmalseite angeordneten Steg, in dem eine
Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausnehmung durchsetzt den Steg vorzugsweise
nicht. Vielmehr bildet sie eine lediglich einseitig offene Tasche,
die fünfseitig
von einer Wandung umschlossen ist. Dies kann beispielsweise erreicht
werden, indem die Tiefe der in den Steg eingearbeiteten Ausnehmung
geringer ist als die Dicke des Stegs. Der die längliche Ausnehmung oder Tasche begrenzende
Boden wird dabei nicht durchbrochen. Um dies auch dann zu ermöglichen,
wenn Verstärkungselemente
vorzusehen sind, deren Dicke größer ist
als die sonstige Wandstärke
des Grundkörpers,
ist die Dicke des betreffenden Stegs bevorzugterweise wesentlich
größer als
die Wandstärke
des Grundkörpers
an seinen Flachseiten. Beispielsweise kann der Steg einen zumindest
etwa quadratischen Querschnitt aufweisen. Die Ausbildung eines insoweit sehr
massiven Stegs, der die Einbringung tiefer Taschen gestattet, bringt
zugleich den Vorteil mit sich, dass die außerhalb der Ausnehmungen verbleibenden
Partien des Steges Befestigungsstellen für weitere Elemente, beispielsweise
Antriebselemente, bilden können.
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Ausgehend
von einem Aluminiumstrangpressprofil lässt sich die Fertigung von
Schaftstäben flexibel
auf wechselnde Gegebenheiten einrichten. Beispielsweise werden an
dem auf die gewünschte Länge gebrachten
Strangpressprofil zunächst
die Stellen ausgesucht, an denen keine Verstärkungselemente anzubringen
sind. An diesen Stellen wird von dem massiven Steg nichts weggenommen.
Zwischen diesen Stellen können
in den Steg längliche Ausnehmungen
bzw. Taschen beispielsweise durch einen Fräsbearbeitungsvorgang eingebracht
werden. In diesen Taschen werden dann die Verstärkungselemente befestigt.
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Zur
Befestigung der Verstärkungselemente wird
vorzugsweise eine Klebetechnik benutzt. Weil die Ausnehmungen bodenseitig
geschlossen sind, können
die Verstärkungselemente
mit dem Aluminiumprofil wenigstens dreiseitig verklebt werden. Dies gestattet
eine sichere Befestigung des Verstärkungselementes auch dann,
wenn es in der Massenfertigung nicht gelingt, alle Klebestellen
in gleich guter Qualität
herzustellen. Unvermeidbar entstehende Schwachstellen der Verklebung
der Verstärkungselemente
mit dem Grundkörper
aus Aluminium wirken sich angesichts der großen Gesamtklebefläche nur gering
oder gar nicht störend
aus.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind Verstärkungselemente
an beiden Stegen des Schaftstabs parallel und im Abstand zueinander
angebracht. Die Verstärkungselemente
bestehen vorzugsweise aus gleichen Materialien. Dies ermöglicht den
Betrieb des Schafts bzw. Schaftstabs bei einer Temperatur, die von
der bei der Herstellung desselben vorliegenden Temperatur abweicht.
Der Schaftstab besteht in dieser Form aus mindestens drei Materialien,
nämlich
Aluminium für
das Grundprofil, Stahl für
die Litzentragschiene und faserverstärkter Kunststoff für die Verstärkungselemente.
Dies würde normalerweise
eine erhebliche Verkrümmung
des Schaftstabs während
des Betriebs zur Folge haben. Diese würde sehr schnell zur Unbrauchbarkeit
des Webschafts führen,
da beispielsweise auf diesem aufgereihte Litzen sich aufgrund des
entstehenden thermischen Verzugs nicht mehr verschieben lassen. Die
Verwendung zweier gleichartiger Verstärkungselemente an einander
gegenüber
liegenden Schmalseiten des Schaftstabs vermeidet dieses und hält solche
thermischen Verzüge
in nicht störenden
Grenzen.
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Bei
einer abgewandelten Ausführungsform, die
Gegenstand des Anspruchs 3 ist, ist es zulässig, dass die zur Aufnahme
des Verstärkungselements vorgesehene
Ausnehmung den Steg durchbricht. Dennoch weist dieser Steg eine
erheblich größere Dicke
auf, als der Grundkörper
des Schaftstabs in seinen übrigen
Abschnitten. Dadurch wird außerhalb der
Verstärkungselemente
durch die verbleibenden dicken Stegpartien eine Möglichkeit
des Anschlusses äußerer Elemente,
wie beispielsweise von Antriebselementen, geschaffen. Die Befestigung
von Antriebselementen ist an beliebigen Stellen möglich. An
den zur Befestigung vorgesehenen Stellen wird der Steg nicht entfernt
sondern bleibt als Krafteinleitungsstelle zur Verfügung. An
den übrigen
Stellen kann er ganz oder teilweise entfernt werden, um Aufnahmeräume für die Verstärkungselemente
zu schaffen und das Schaftstabgewicht zu reduzieren.
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Vorzugsweise
weist das Verstärkungselement
ein mit der Ausnehmung übereinstimmendes Querschnittsprofil
auf. Dies gestattet die gewünschte dreiseitige
Verklebung des Verstärkungselements
mit dem Grundkörper.
Die Verstärkungsprofile
und entsprechend die Ausnehmungen weisen bevorzugterweise einen
rechteckigen Querschnitt auf. Es ist jedoch auch möglich, im
Rahmen der Erfindung andere Querschnittsformen, wie beispielsweise
trapezförmige,
u-förmige
oder halbrunde Querschnitte zu verwenden. Des Weiteren kann ein
Verstärkungselement
mit rundem Querschnitt in eine Ausnehmung mit halbrundem Querschnitt
eingeklebt werden.
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Es
wird des Weiteren in Betracht gezogen, dass das Verstärkungselement
ein Längsschnittprofil aufweist,
das mit dem Längsschnittprofil
der Ausnehmung übereinstimmt.
Damit ist eine fünfseitige
Verklebung des Verstärkungselements
und des Grundkörpers
möglich.
Letzteres ist jedoch nicht zwingend. Wichtig ist aber, dass die
Ausnehmungen und entsprechend auch die Enden der Verstärkungsprofile bezogen
auf die Längsrichtung
des Schaftstabs nicht abrupt enden. Vielmehr wird angestrebt, die
Ausnehmungen allmählich
auslaufen zu lassen, indem sie an ihren Enden in Auslaufzonen flach
auslaufen. Entsprechend sind die Enden der Verstärkungselemente vorzugsweise
keilförmig
oder rampenartig gestaltet. Dadurch wird vermieden, dass abrupte
Querschnittsänderungen
des Schaftstabs und somit abrupte Änderungen der Steifigkeit des
Schaftstabs entstehen. Dadurch werden Stabbrüche in Folge hoher dynamischer
Belastung vermieden, die ansonsten auftreten würden, wenn sich die Steifigkeit
des Schaftstabs lokal sehr stark ändert. Der Auslauf der Ausnehmungen
kann geradlinig verlaufen oder bogenförmig sein. Dabei wird angestrebt,
dass die Länge
der Auslaufzone mindestens das Doppelte und maximal das Vierfache
der Tiefe der Ausnehmung beträgt.
Das Längsschnittprofil
der Ausnehmung und des Verstärkungselements
in den Auslaufzonen stimmen miteinander überein, sie können jedoch
auch voneinander abweichen. Die genannte Länge der Auslaufzone gestattet
es beispielsweise, die Ausnehmung mit einem bogenförmigen Ende
und das Verstärkungselement mit
einem geradlinig keilförmig
verlaufenden Ende zu versehen, ohne dass deswegen Nachteile bezüglich der
Festigkeit zu befürchten
wären.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
des Schaftstabs, die Gegenstand des Anspruchs 14 ist, ist der Schaftstab
an seiner Außenseite
mit einer Eloxalschicht versehen, die seine Kratzfestigkeit erhöht und seine
Korrosionsanfälligkeit
vermindert. Die zur Aufnahme des Verstärkungselements vorgesehene Ausnehmung
ist jedoch im Wesentlichen frei von jeglicher Eloxalschicht. Allenfalls
an ihren Enden kann sich eine dort wenig störende Eloxalschicht befinden. Dies
kommt der Fertigungssicherheit und der Festigkeit des Schaftstabs
entgegen. Es zeigt sich, dass die Klebeverbindung zwischen dem Verstärkungselement
und dem Aluminiumgrundkörper
durch den Wegfall der Eloxalschicht in der Ausnehmung wesentlich
verbessert werden kann. Diese Verhältnisse werden beispielsweise
erreicht, indem ein in einem Aluminiumstrangpressprofil vorhandener
Hohlkanal zunächst
geschlossen gehalten wird, während
der Grundkörper
an seiner Außenseite
eloxiert wird. Dabei auf den Aluminiumgrundkörper einwirkendes Elektrolyt
kann evtl. in die vorhandenen Kanäle des Aluminiumgrundkörpers eindringen.
Jedoch bildet sich eine Eloxalschicht hier höchstens auf kurzen Bereichen
an den Enden. Erst nach Beendigung des Eloxiervorgangs werden entsprechende
Stegpartien entfernt, um dadurch den Hohlkanal seitlich zu öffnen. Beim
Einkleben des Verstärkungselements
werden nun nicht eloxierte Wandbereiche des Schaftstabs angetroffen,
an denen eine haltbare Klebefuge auszubilden ist.
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Noch
sicherer ist das Verfahren, wenn zunächst massive Stegbereiche ausgebildet
werden, in die nach dem Eloxiervorgang die gewünschten Ausnehmungen eingefräst werden.
Die so entstehende Ausnehmung weist eine nicht oxidierte Wandung
auf, an der sich Verstärkungselemente
durch Klebung sicher befestigen lassen.
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Die
Verstärkungselemente
sind vorzugsweise Kunststoffelemente mit vorzugsweise hochmodularen
und unidirektional ausgerichteten Fasern, beispielsweise Carbonfasern.
Diese Verstärkungselemente
können
zumindest auf der der Litzentragschiene zugewandten Seite über die
gesamte Länge
des Schaft stabs durchgehend ausgebildet sein. Bevorzugterweise werden
jedoch an den Enden des Schaftstabs Partien frei gelassen.
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An
der gegenüber
liegenden Seite kann ebenfalls wenigstens ein von Ende zu Ende durchgehendes
Verstärkungselement
vorgesehen werden. Bevorzugterweise erreicht die nutartige längs durchgehende
Ausnehmung die Stirnseiten des Schaftstabs nicht. Vielmehr verbleibt
ein kurzer, beispielsweise einige zehn Millimeter messender Abschnitt mit
massivem Steg, an dem andere Elemente, wie Eckverbinder, Antriebselemente
und dergleichen angeschlossen werden können. Ebenso ist es möglich, die
Ausnehmung an weiteren Stellen zu unterbrechen, beispielsweise an
ein, zwei oder mehreren Stellen, um dort Antriebselemente anzubringen.
An Stelle eines durchgehenden Verstärkungselements werden somit
mehrere Profilstücke
verwendet, die den Längen
der aus Gründen
der gewünschten
Konstruktion entstandenen Ausnehmungsabschnitte entsprechen. In
allen Fällen
sind die Profilstücke
auf drei Längsseiten
verklebt. Die offene Seite der Ausnehmungen, an der die Verstärkungselemente
gewissermaßen
ungeschützt
sind, liegt bevorzugt in Richtung der Bewegung des Schafts.
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Durch
die dreiseitige Verklebung entstehen sehr große Klebeflächen, die eine hohe Zuverlässigkeit
des Schaftstabs sicherstellen. Der Schaftstab bildet ein steifes
und verzugsarmes Gebilde. Er lässt sich
flexibel und kostengünstig
an die Gegebenheiten und Anforderungen einer bestimmten Webmaschinenkonstruktion
und an die Konfiguration des Webschaftantriebs anpassen, ohne dass
Einbußen hinsichtlich
der Festigkeitseigenschaften in größerem Umfange in Kauf genommen
werden müssten. Bei
einem Webschaft ist es auch möglich,
beispielsweise nur einen, vorzugsweise den oberen Schaftstab er findungsgemäß auszubilden,
und als Unterstab ein herkömmliches
Aluminiumprofil bekannter Art zu verwenden. Dies ist vor allem dann
sinnvoll, wenn an dem Unterstab mehrere Antriebsstellen vorhanden sind.
Aufgrund der kurzen freien Biegelängen des Unterstabs hält sich
dessen Durchbiegung in diesem Anwendungsfall in Grenzen. Die Anbringung
von teueren Verstärkungselementen
an diesem Schaftstab (Unterstab) wäre aus wirtschaftlichen Überlegungen wenig
sinnvoll. Dagegen kann mit dem erfindungsgemäßen Schaftstab, wenn er als
Oberstab desselben Webschafts verwendet wird, erreicht werden, dass auf
große
Webbreiten von beispielsweise mehr als 280 cm keine Zwischenstreben
erforderlich sind, die den Abstand zwischen Ober- und Unterstab
sicherstellen würden.
Solche Zwischenstreben beeinträchtigen
immer die Gewebequalität – auf sie
kann verzichtet werden. Der als Oberstab dienende erfindungsgemäße Schaftstab
weist eine ausreichende Steifigkeit auf, um die Durchbiegung trotz
der zwischen Ober- und Unterstab vorhandenen unterschiedlichen Biegelängen in
nicht störenden
Grenzen zu halten. Damit wird eine wirtschaftlich besonders günstige Lösung erreicht.
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Weitere
vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung
ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung und/oder aus Patentansprüchen.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 einen
erfindungsgemäßen Webschaft mit
erfindungsgemäßem Oberstab
und erfindungsgemäßem Unterstab
in schematisierter Frontalansicht,
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2 ein
Aluminiumstrangpressprofil zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Schaftstabs
in schematisierter Perspektivansicht,
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3 ein
zur Aufnahme von Verstärkungselementen
vorbereitetes Aluminiumstrangpressprofil zur Herstellung eines Schaftstabs
in perspektivischer Ansicht,
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4 einen
erfindungsgemäßen Schaftstab mit
aufgefräster
Aufnehmung und eingeklebter Verstärkung in abschnittsweiser perspektivischer
Ansicht,
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5 eine
abgewandelte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Schaftstabs
in perspektivischer Ansicht,
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6 einen
erfindungsgemäßen Schaftstab in
schematisierter Vorderansicht in Explosionsdarstellung und
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7 verschiedene
Verstärkungselemente in
Querschnittsdarstellung.
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In 1 ist
ein Webschaft 1 veranschaulicht, der zu einer schnelllaufenden
Webmaschine gehört. Er
weist einen oberen Schaftstab 2 und einen unteren Schaftstab 3 auf,
die durch Seitenstützen 4, 5 untereinander
verbunden sind. Zwischen den Schaftstäben 2, 3 sind
nicht weiter veranschaulichte Litzen angeordnet, die zur Führung der
Kettfäden
in der nicht weiter veranschaulichten Webmaschine dienen.
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Die
Besonderheit des Webschafts 1 liegt in der Ausbildung seiner
Schaftstäbe 2, 3. 2 veranschaulicht
ein Aluminiumstrangpressprofil 6, das zur Herstellung eines
z.B. aus 3 ersichtlichen Grundkörpers 7 für den Schaftstab 2 oder 3 dient. Das
Aluminiumstrangpressprofil 6 weist zwei Flachseiten 8, 9 auf,
die sich an dem Grundkörper 7 gemäß 3 wiederfinden.
Die Flachseiten werden durch parallel zueinander orientierte Wände 10, 11 definiert,
die an ihren voneinander weg weisenden Außenseiten eben ausgebildet
sein können.
Alternativ können
sie profiliert oder strukturiert sein und Ausnehmungen oder erhabene
Bereiche in Form von Flächen,
Rippen oder dergleichen aufweisen.
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Die
Wände 10, 11 des
im Ganzen einstückig ausgebildeten
Grundkörpers 7 wie
auch des Aluminiumstrangpressprofils 6 sind durch Stege 12, 13, 14 untereinander
verbunden. Vorzugsweise ist der obere Steg 12 massiv ausgebildet.
Er weist einen etwa quadratischen Querschnitt auf. Seine Dicke D
(veranschaulicht in 2) ist deutlich größer als
die Wandstärke
W der Wände 10, 11 (ebenfalls
veranschaulicht in 2). Vorzugsweise ist die Dicke
D des Stegs 12 größer als
die lichte Weite des zwischen den Wänden 10, 11 eingeschlossenen
inneren Hohlraums 15.
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Zwischen
den Stegen 13, 14 ist ein weiterer Hohlraum 16 eingeschlossen.
Der Querschnitt desselben ist vorzugsweise etwa so groß bzw. geringfügig kleiner
wie der Querschnitt des Stegs 12. Über den Steg 14 hinaus
erstreckt sich die Wand 10 nach unten. Sie ist mit einer
Rippe 17 zur Aufnahme einer Litzentragschiene 18 versehen,
wie sie beispielsweise aus 4 oder 5 ersichtlich
ist. Somit ist die Litzentragschiene 18 bzw. die Rippe 17 (ersichtlich aus 2)
an der von dem massiv ausgebildeten Steg 12 abliegenden
Seite des Grundkörpers 7 bzw. Aluminiumstrangpressprofils
angeordnet.
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Das
aus 2 ersichtliche Aluminiumstrangpressprofil 6 ist
vorzugsweise an seiner Außenseite mit
einer Eloxalschicht, d.h. mit einer elektrolytisch erzeugten glatten
und kratzfesten Aluminiumoxidschicht versehen. Diese bedeckt die
Flachseiten 8, 9, den Steg 12 an seiner
Schmalseite 19, den Steg 14 an seiner außen liegenden
Schmalseite 20 sowie den Wandabschnitt 10 nebst
Rippe 17 zur Lagerung der Litzentragschiene 18.
Die Hohlräume 15, 16 sind
im Wesentlichen frei von Aluminiumoxid, d.h. jedenfalls ist keine
Eloxalschicht vorhanden. Allenfalls kann sich von der Stirnseite
des Aluminiumstrangpressprofils 6 in die dort offen zu
Tage liegenden Hohlräume 15, 16 um
einige Zentimeter hinein eine Eloxalschicht erstrecken. Jedoch geht
diese nicht tiefer in die Hohlräume 15, 16 hinein.
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Der
Grundkörper 6 ist,
wie 3 veranschaulicht, an seinen beiden Schmalseiten 19, 20 mit Ausnehmungen 21, 22, 23 zur
Aufnahme von Verstärkungselementen 24, 25, 26 versehen,
die in 1 an dem Schaftstab 3 schematisch veranschaulicht
sind. Die Ausnehmungen 21, 22 sind in dem massiven
Steg 12 in Form von länglichen
Ausnehmungen eingefräst.
Sie erstrecken sich dabei entlang der in 3 bezeichneten
Längsrichtung
L des Schaftstabs 3, die der Längsrichtung des Strangpressprofils 6 entspricht.
Die Ausnehmungen 21, 22 durchsetzen dabei die
Schmalseite 19, ohne die Rippe 12 zu durchbrechen.
Entsprechend weisen sie jeweils einen geschlossenen Boden 27 und
geschlossene Seitenwände 28, 29 auf.
Wie 1 erkennen lässt,
verläuft
der Boden 27 über
relativ lange Abschnitte des Schaftstabs 3 im Wesentlichen
parallel zu der Schmalseite 19. In Endbereichen, die Auslaufzonen 30, 31 bilden,
verringert sich die Tiefe der Ausnehmung 21, 22 in
Form einer geradlinig oder krummlinig ansteigenden Rampe. Der Anstieg
kann bogenförmig,
s-förmig
oder anderweitig sein. Die Ausnehmungen 21, 22 weisen
vorzugsweise eine einheitliche gleich bleibende Breite auf, d.h.
der Abstand der Seitenwände 28, 29 voneinander
ist konstant.
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Die
Seitenwände 28, 29 wie
auch der Boden 27 sind jeweils frei von einer Eloxalbeschichtung.
Die Ausnehmungen 21, 22 sind nach dem Eloxierprozess
in das Aluminiumstrangpressprofil 6 eingearbeitet worden.
Sie weisen somit eine im Wesentlichen metallisch blanke Oberfläche auf.
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Zwischen
den Ausnehmungen 21, 22 sowie an den Enden des
Schaftstabs 3 ist der Steg 12 im Wesentlichen
ungeschwächt.
In diesen Bereichen sind Befestigungszonen 32, 33, 34 gebildet,
an denen Antriebseinrichtungen oder andere kraftein- oder -ausleitende
Elemente befestigt werden können.
Die Länge
der Befestigungszonen 32, 33, 34, gemessen in
Längsrichtung
L, kann an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Sie liegt
beispielsweise zwischen 20 mm und 60 mm. Zwischen den Befestigungszonen 32, 33, 34 sind
die Ausnehmungen 21, 22 vorhanden, bei denen von
dem Steg 12 lediglich ein dünnwandi ger Rest verbleibt.
Die Wandungsstärke
kann dort unterhalb des Bodens 27 in der Größenordnung
der Wandstärke
W der Wände 10, 11 liegen.
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Wie 3 des
Weiteren veranschaulicht ist der Steg 14 entweder auf ganzer
Länge des
Schaftstabs 3 oder zumindest auf einem Teil derselben entfernt.
Aus dem Hohlraum 16 wird somit die Ausnehmung 23,
die zu der Rippe 17 und somit zu der an dieser zu befestigenden
Litzentragschiene offen ist. Die Ausnehmung 23 weist, wie
die Ausnehmungen 21, 22, beispielsweise einen
im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf,
wobei sie jedoch entlang der Längsrichtung
L des Schaftstabs 3 einen gleich bleibenden Querschnitt
aufweist. Sie ist außerdem
im Wesentlichen frei von Eloxalschichten. Der Steg 14 wird
vorzugsweise erst nach der Eloxierbehandlung des Aluminiumstrangpressprofils 6 entfernt.
Damit ist die Wandung der Ausnehmung 23 dreiseitig frei
von Eloxalschichten.
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In
einem nächsten
Arbeitsschritt werden in die Ausnehmungen 21, 22, 23 die
Verstärkungselemente 24, 25, 26 eingeklebt.
Die Verstärkungselemente 24, 25, 26 bestehen
aus einem faserverstärkten
Kunststoff oder einem anderen leichten zugfesten Material. Vorzugsweise
wird ein kohlefasergefüllter Kunststoff
verwendet, bei dem die Kohlefasern ungeordnet oder in Längsrichtung
in den Körper
des Verstärkungselements
eingebracht sind.
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Das
Verstärkungselement 24, 25, 26 wird
an seinen Außenflächen mit
Klebstoff versehen und in die Ausnehmungen 21, 22, 23 eingesetzt.
Es wird dadurch zumindest dreiseitig mit der Wandung der jeweiligen
Ausnehmung 21, 22, 23 verklebt.
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Insbesondere
verklebt es sich mit den Seitenwänden 28, 29 und
dem Boden 27 der Ausnehmungen 21, 22.
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Zur
Fertigstellung des Schaftstabs 3 wird dieser, wie 4 veranschaulicht,
an seinen Enden mit Eckverbindern 35, 36 (siehe
auch 1) versehen, die in den Hohlraum 15 eingeschoben
und dort gesichert werden können.
Zur Sicherung können
Maschinenschrauben 37, 38 dienen, die in entsprechenden, in
die Befestigungszonen 32, 34 eingebrachten Gewindelöcher eingeschraubt
werden. Die Befestigungszonen 32, 34 dienen als
stabile Kraftein- und -ausleitzonen. Außerdem können hier die Spannkräfte zur
Sicherung der Eckverbinder 35, 36 abgefangen werden,
ohne Verformungen oder Beschädigungen des
Schaftstabs 3 zu befürchten.
Außerdem
können die über Antriebsanschlüsse 39, 40 in
die Seitenstützen 4, 5 eingebrachten
Antriebskräfte
auf den Schaftstab 3 übertragen
werden.
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Zur
Unterstützung
des Antriebs kann ein weiterer Antriebsanschluss 41 an
der Befestigungszone 33 befestigt werden. Dazu können in
diese entsprechende Gewindebohrungen für Halteschrauben des Antriebsanschlusses 41 eingebracht
werden.
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Wie
ersichtlich (1), stimmt der Schaftstab 2 im
Wesentlichen mit dem Schaftstab 3 überein. Allerdings entfällt die
mittlere Befestigungszone 33. Die beiden Ausnehmungen 21, 22 verschmelzen
zu einer gemeinsamen durchgehenden Ausnehmung 21a, in der
ein einziges Verstärkungselement 24a zumindest
dreiflächig
verklebt gehalten ist. Die Auslaufzonen 30, 31 schaffen
wiederum einen stufenlosen Übergang
von der Ausnehmung 21a zu der nicht durchbrochenen Schmalseite 19.
Die Länge
der Ausnehmung 21a entspricht dem Abstand zwischen den beiden
Befestigungszonen 32, 34. Diese sind zumindest
so lang, dass die Antriebskräfte
und die Spannkräfte,
die von den Eckverbindern 35, 36 ausgehen, von
dem Schaftstab 2 schadlos aufgenommen werden können.
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5 veranschaulicht
eine abgewandelte Ausführungsform
des Schaftstabs 2 oder 3, dessen Besonderheit
darin besteht, dass sowohl der Steg 12 als auch der Steg 14 als
massive Stege ausgebildet sind, deren parallel zu den Flachseiten 8, 9 zu
messende Höhe
vorzugsweise mindestens so groß ist wie
deren zwischen den Flachseiten 8, 9 zu messende
Breite. Hinsichtlich des oberen Stegs 12 und der Anordnung
der Ausnehmungen sowie der Verstärkungselemente 24, 25 gilt
die vorstehende Beschreibung vollständig entsprechend. Der Steg 14 ist
jedoch im Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung nicht vollständig entfernt
sondern lediglich mit einer nutartigen Tasche versehen, die die
Ausnehmung 23 bildet. Die Ausnehmung 23 erstreckt
sich fast über
die gesamte Länge
des Schaftstabs 3, wobei sie jedoch vor Erreichen von dessen
Stirnseiten endet. Bevorzugterweise läuft sie, wie in 5 dargestellt,
in einer Auslaufzone 42 aus, in der sich ihre Tiefe unter
Beibehaltung ihrer Breite allmählich
verringert. Entsprechend endet die Ausnehmung 23 auch an
dem anderen Ende des Schaftstabs 3.
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Der
Schaftstab 3 gemäß 5 bietet,
wie die zuvor beschriebenen Schaftstäbe 2, 3 gemäß 1 bis 4,
viele Möglichkeiten
zum Anbringen von Eckverbindern, Antriebselementen und sonstigen
zusätzlichen
Elementen, insbesondere in oder an den Befestigungszonen 32, 33, 34,
bei denen die massiven Stege 12 bzw. 12 und 14 nicht
oder zumindest nicht wesentlich geschwächt sind.
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6 veranschaulicht
einen Schaftstab 2, der in Anlehnung an den Schaftstab 3 gemäß 5, einen
massiven oberen Steg 12 und einen ebenso massiven unteren
Steg 14 aufweist. In beide Stege 12, 14 sind
Ausnehmungen 21a, 23 eingebracht, die nach Art
von ebenflankig begrenzten Nuten ausgebildet sind. Der Nutboden
bildet jeweils einen dünnen Steg 43, 44,
dessen Dicke etwa in der Größenordnung
der sonstigen Wandstärke
des Schaftstabs 2 liegt. An den Enden des Ausnehmungen 21a, 23 vermindert
sich die Nuttiefe allmählich,
so dass ein stufenloser Nutanfang und ein stufenloses Nutende gegeben
ist. Die Verstärkungselemente 24a, 26 sind
zu den Ausnehmungen 21a, 23 formgleich. Dies betrifft sowohl
die Querschnittsform als auch die Längsschnittform. Bei einer abgewandelten
Ausführungsform
kann die Längsschnittform
der Verstärkungselemente 24a, 26,
insbesondere in den Endbereichen, von der Längsschnittform der Ausnehmungen 21a, 23 abweichen.
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Bei
der vorstehenden Beschreibung ist zunächst davon ausgegangen worden,
dass die Verstärkungselemente 24, 25, 26 den
in 7 veranschaulichten Rechteckquerschnitt I aufweisen.
Jedoch können
sowohl die Ausnehmungen 21 bis 23 als auch die
Verstärkungselemente 24 bis 26 einen abweichenden
Querschnitt, wie beispielsweise den Trapezquerschnitt II, einen
abgerundeten Rechteckquerschnitt III oder einen Rund- oder Halbrundquerschnitt
IV gemäß 7 aufweisen.
Wiederum stimmen dabei aber vorzugsweise der Querschnitt der Ausnehmung
mit dem Querschnitt des jeweiligen Verstärkungselements überein.
Es können
auch unterschiedliche Querschnitte an den beiden gegenüber liegenden
Stegen 12, 14 des Schaftstabs 2 oder 3 miteinander
kombiniert werden. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass sich
entlang der Länge
des Schaftstabs 2 oder 3 nicht nur zwei Verstärkungselemente 24, 25 sondern
auch weitere erstrecken können,
wenn entsprechend mehr Ausnehmungen vorgesehen sind. Zwischen diesen
Ausnehmungen können
dann jeweils Befestigungszonen vorhanden sein.
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Der
erfindungsgemäße Schaftstab 2 weist zumindest
eine Ausnehmung 21 an einer seiner Schmalseiten auf, die
in den Schaftstab nachträglich eingebracht
ist, und in die ein Verstärkungselement 24 eingeklebt
ist. Außerhalb
der Ausnehmungen stehen bleibendes Material des Schaftstabs bildet
Befestigungszonen 32, 33, die zum Anschluss weiterer Elemente
dienen. Vorzugsweise werden die Ausnehmungen so eingebracht, dass
dadurch von Eloxalbeschichtung freie Hohlräume freigelegt werden, die dann
als Ausnehmungen zur Einklebung von Verstärkungselementen genutzt werden.
-
- 1
- Webschaft
- 2,
3
- Schaftstab
- 4,
5
- Seitenstützen
- 6
- Aluminiumstrangpressprofil
- 7
- Grundkörper
- 8,
9
- Flachseiten
- 10,
11
- Wände
- 12,
13, 14
- Stege
- 15,
16
- Hohlraum
- 17
- Rippe
- 18
- Litzentragschiene
- 19,
20
- Schmalseite
- 21,
22, 23, 21a
- Ausnehmungen
- 24,
25, 26, 24a
- Verstärkungselemente
- 27
- Boden
- 28,
29
- Seitenwände
- 30,
31
- Auslaufzonen
- 32,
33, 34
- Befestigungszonen
- 35,
36
- Eckverbinder
- 37,
38
- Maschinenschrauben
- 39,
40, 41
- Antriebsanschlüsse
- 42
- Auslaufzone
- 43,
44
- Steg
- D
- Dicke
- W
- Wandstärke
- L
- Längsrichtung
- I
- Rechteckquerschnitt
- II
- Trapezquerschnitt
- III
- Abgerundeter
Rechteckquerschnitt
- IV
- Rund-
oder Halbrundquerschnitt