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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bandstahl für Webriete. Der Bandstahl dient
als Ausgangsmaterial für
die Fertigung von Abschnitten des Bandstahls, sogenannten "Lamellen", welche zu Webrieten
weiterverarbeitet werden. Webriete werden auch als Webeblätter oder
Webkämme
bezeichnet, so dass der für
die Lamellen verwendete Bandstahl auch als sogenannter "Blattstahl" bezeichnet wird.
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Webriete
werden beim Weben von Geweben aller Art verwendet, um Kettfäden zu führen und
voneinander zu trennen. Zudem drücken
sie neu eingezogene Schussfäden
an das bereits fertig gestellte Gewebeteil.
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2. Stand der Technik
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Webriete
bestehen im Allgemeinen aus einem Rahmen, in den eine Vielzahl von
Lamellen bzw. Abschnitten eines Bandstrahls eingesetzt sind. Die Lamellen
des Bandstahls werden so in den Rahmen eingesetzt, dass eine schmale
Kante der Lamelle in Verlaufsrichtung der Kettenfäden des
Gewebes zeigt.
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Webriete
werden eingesetzt, um die Kettfäden
eines Gewebes voneinander zu trennen und für den Webvorgang zu führen. Beim
Weben verläuft
jeweils ein Kettfaden zwischen zwei Lamellen des Bandstahls.
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Der
verwendete Bandstahl für
das Webriet ist daher speziell an das zu webende Gewebe angepasst.
Insbesondere entspricht seine Dicke etwa der Dicke des verwendeten
Schussfadens. Um die Reibung der Kettfäden an dem Webriet zu vermindern sind
die Oberflächen
des Bandstahls glatt gewalzt und glänzend poliert. Üblicherweise
wird ein gehärteter
Bandstahl verwendet.
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Die
Herstellung von Webrieten ist eine sehr aufwendige Handarbeit, die
noch von einigen wenigen Spezialisten durchgeführt werden kann, die als Blattsetzer
oder Blattmacher bezeichnet werden. Zunächst wird der verwendete Bandstahl
von einer Rolle abgezogen und in gleichlange Lamellen abgelängt. Dann
wird jeweils eine Lamelle des Bandstahls in den Rahmen des Webrietes
eingesetzt und mittels eines Bindedrahts mit den schon vorhandenen
Lamellen des Bandstahls von Hand oben und unten verknotet. Dieser
Vorgang wird viele Tausend mal wiederholt, bis das Webriet fertig
gestellt ist. Die Anzahl der Lamellen des Bandstahls in einem Webriet
entspricht dabei mindestens der Anzahl der Kettfäden des Gewebes.
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Je
nach zu webendem Gewebe ist der Bandstahl sehr dünn und auch der verwendete
Bindedraht, der auch den Abstand zwischen den Bandstahllamellen
festlegt, ist ebenfalls sehr dünn
und liegt im Bereich von 10 μm
bis 90 μm.
Die Herstellung eines derartigen Webrietes ist daher für den Blattsetzer
sehr diffizil und sehr ermüdend
und wird unter einer starken Beleuchtung durchgeführt um die
feinen Drähte
besser zu sehen. Der Blattsetzer muss aufgrund der starken Belastung
für die
Augen jeweils nach kurzer Zeit eine Pause einlegen, um seine Augen
zu schonen. Webriete sind dementsprechend kostenintensiv.
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Die
DE 92 13 451 U1 beschreibt
eine Sicherheitsvorrichtung für
eine Webmaschine, die ein schnell hin und her schwingendes Webriet
verwendet. Als Sicherheitsvorrichtung wird die obere Leiste des
Rahmens des Webriets mit farbigen Markierungsfeldern versehen, damit
das hin und her schwingende Webriet im Betrieb besser zu sehen ist.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Bandstahl
für Webriete
bereitzustellen, der vom Blattsetzer einfacher verarbeitet werden kann
und weniger Ermüdung
hervorruft. Weiterhin soll ein Bandstahl für Webriete bereitgestellt werden, dessen
Oberfläche
besonders verschleißfest
ist, so dass das Webriet eine höhere
Standzeit aufweist. Weiterhin soll ein Webriet bereitgestellt werden,
das an den Fäden
des Gewebes weniger Abrieb erzeugt.
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In
bestimmten Anwendungen wird ein Gewebe gewebt, das unterschiedliche
Kettfäden
aufweist. Für
einen derartigen Fall soll zusätzlich
ein Bandstahl für
Webriete bereitgestellt werden, mit dem die unterschiedliche Führung der
verschiedenen Kettfäden durch
das Webriet erleichtert werden kann.
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3. Zusammenfassung der Erfindung
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Die
oben genannten Aufgaben werden gelöst von einem Bandstahl für Webriete
gemäß Patentanspruch
1. Insbesondere werden die oben genannten Aufgaben gelöst, durch
einen Bandstahl für Webriete,
aufweisend eine Dicke von 10 μm
bis 200 μm
und eine Breite von 4 mm bis 20 mm, wobei die Oberfläche des
Bandstahls eingefärbt
ist.
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Durch
das Einfärben
der Oberfläche
des Bandstahls wird eine Blendung des Blattsetzers durch die Bandstahllamellen,
die eine der Hauptursachen für
die Ermüdung
des Blattsetzers ist, sehr effektiv vermieden. Wird die Oberfläche des
Bandstahls eingefärbt,
anstatt sie wie im Stand der Technik silbrig glänzend zu belassen, wird eine
Blendung des zur Herstellung notwendigen starken Lichts vermindert.
Durch die Verringerung der Blendwirkung des Bandstahls werden die
Augen des Blattsetzers geschont. Zudem hat der üblicherweise silbrige Bindedraht
zum Verknoten der Bandstahllamellen einen besseren Kontrast gegenüber den
Bandstahllamellen und wird daher für den Blattsetzer besser sichtbar.
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Weiterhin
wird durch die Einfärbung
der Oberfläche
des Bandstahls die Möglichkeit
geschaffen, die Webriete mit unterschiedlichen Farben zu kodieren,
so dass unterschiedliche Kettfäden
an der passenden Stelle in das Webriet eingefädelt werden können.
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Besonders
bevorzugt weist der Bandstahl eine Dicke von 10 μm bis 100 μm und eine Breite von 4 mm bis
12 mm auf. Die jeweiligen Abmessungen des Bandstahls für Webriete
werden an das zu webende Gewebe angepasst.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform
ist die Oberfläche
des Bandstahls durch eine Oxidschicht eingefärbt. Eine Oxidschicht kann
je nach Dauer und Temperatur des Oxidierungsvorgangs eine unterschiedliche
Farbe wie beispielsweise Gold, Dunkelblau, Schwarz, Gelb oder Rot
einnehmen. Damit dient die erfindungsgemäße Einfärbung des Bandstahls sowohl
zur Verminderung oder Verhinderung von Spiegelungen als auch zur
farblichen Kodierung von Bereichen des Webrietes.
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Weiterhin
vermindert eine Oxidschicht die verbleibende Rauhigkeit des Bandstahls,
was zu einer glatteren Oberfläche
und damit zu geringerem Abrieb an den Kettfäden führt. Weiterhin erhöht die Oxidschicht
die Oberflächenhärte, und
damit die Verschleißfestigkeit
des Webrietes, was zu einer höheren
Standzeit führt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wird die Oxidschicht durch Anlassen des Bandstahls bei einer Temperatur
von 250 °C
bis 350 °C
erzeugt. Durch die unterschiedlichen Anlasstemperaturen werden unterschiedliche
Oberflächenfarben
erzeugt.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
besteht der Bandstahl aus einem Kohlenstoffstahl mit einem Kohlenstoffgehalt
von 0,75%–1,35% und/oder
einem Chromgehalt von 0,1%–0,5%,
bevorzugt aus einem C95 Stahl. Ein C95 Stahl kann gut gehärtet werden
und auf eine Festigkeit von 2200 N/mm2 angelassen
werden.
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Generell
können
für die
Anwendung als Bandstahl für
Webriete nur Stähle
eingesetzt werden, die auf eine geeignet hohe Härte bzw. Festigkeit vergütbar sind.
Dies trifft unter anderem auf den Kohlenstoffstahl C95 zu.
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Andere
geeignete Kohlenstoffstähle
weisen beispielsweise einem Kohlenstoffgehalt von 0,75%–1,35% und
einem Chromgehalt von 0,1%–0,5%
auf. Ein weiterer geeigneter Stahl ist ein 125Cr1-Stahl.
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In
weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist
die Oberfläche
des Bandstahls durch eine der folgenden Schichten, beziehungsweise
Schichtsysteme eingefärbt:
Titrannitrid;
Titancarbonnitrid;
Titanaluminiumnitrid;
Chromcarbid/Kohlenstoff
(CRC/C);
Wolframcarbid/Kohlenstoff (WC/C);
Chromnitrid;
Aluminium-Chromnitrid,
Aluminium-Chrom;
amorpher
Kohlenstoff; und/oder
polykristalliner Diamant.
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Eine
Färbung
eines Bandstahls kann statt durch Anlassen auch durch eine der obigen
Schichten bzw. Schichtsysteme erzeugt werden. Diese können auch
in Kombination eingesetzt werden können, wo dies technisch möglich ist.
Solche Beschichtungen oder Schichtsysteme verbessern weiterhin die Eigenschaften
des Bandstahls in Bezug auf Rauhigkeit, Oberflächenhärte und beeinflussen damit
die Standzeit des Webriets.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
wurden die Schichten bzw. Schichtsysteme durch eines der vorliegenden
Verfahren auf die Oberfläche
des Bandstahls aufgebracht:
Diffusionsverfahren;
CVD (Chemical
Vapor Deposition);
PACVD (Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition);
PVD
(Physical Vapor Deposition); und/oder
Sputtern.
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Bevorzugt
ist mindestens eine Kante des Bandstahls abgerundet. Dadurch wird
ein Abrieb an den Kett- und Schussfäden des Gewebes vermieden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
weist ein Webriet Lamellen aus dem oben beschriebenen Bandstahl
auf.
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Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. In denen
zeigt:
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1:
eine schematische Darstellung eines Webrietes mit eingesetzten Bandstahllamellen
sowie angedeutetem Bindedraht und Kettfaden; und
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2.
eine Lamelle eines erfindungsgemäßen Bandstahls.
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5. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Im
Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Detail beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Webrietes 1 mit einem
Rahmen 2, der das Webriet 1 umgibt. In den Rahmen 2 sind
eine Vielzahl von Bandstahllamellen 10 eingesetzt, die
die einzelnen Kettfäden 20 eines
Gewebes beim Webvorgang voneinander trennen und führen. In 1 ist
lediglich ein Querschnitt eines Kettfadens 20 angedeutet.
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Ein
Webriet 1 umfasst im Allgemeinen mehrere Tausend derartige
Bandstahllamellen 10.
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Die
Bandstahllamellen 10 werden von Hand von einer Rolle von
Bandstahl 10 abgerollt und in Länge geschnitten oder abgebrochen.
Dann werden sie von dem Blattsetzer mittels eines Bindedrahts 4 oben
und unten am Rahmen 2 des Webriets 1 miteinander
verknotet, wie in 1 angedeutet. Die Dicke des
Bindedrahts 4 bestimmt den Abstand zwischen den einzelnen
Bandstahllamellen 10.
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Die
Lamellen des Bandstahls 10 sind so in dem Rahmen 2 eingesetzt,
dass die Oberflächen 12 parallel
zur Verlaufsrichtung der Kettfäden 20 verlaufen.
Dies bedeutet, dass die Kanten 14 des Bandstahls im Rahmen
nach vorne und hinten zeigen. Um einen Abrieb der Schuss- und Kettfäden an den
Kanten 14 zu vermeiden, sind diese meist abgerundet.
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Diese
filigrane Arbeit wird vom Blattsetzer üblicherweise unter einer starken
Beleuchtung durchgeführt,
damit der Bindedraht 4 gut zu sehen ist.
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In 2 ist
eine Lamelle eines erfindungsgemäßen Bandstahls 10 dargestellt,
um dessen Abmessungen zu verdeutlichen. Der Bandstahl weist für die meisten
Anwendungsfälle
eine Dicke d von 10 μm bis
100 μm und
eine Breite b von 4 mm bis 12 mm auf. Übliche Breiten b des Bandstahls
betragen 4 mm, 7 mm, 9 mm und 12 mm. Übliche Dicke d betragen meistens
maximal 50 μm.
Möglich
sind aber auch Breiten b von 4 mm bis 20 mm und Dicken d von 10 μm bis 200 μm.
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Die
Länge l
einer einzelnen Lamelle aus einem Bandstahl 10 ergibt sich
aus der Höhe
des Webrietes 1 und liegt beispielsweise im Bereich von 120
mm. Das Webriet 1 selbst kann eine Länge von beispielsweise 2,5
m aufweisen. Ein derartiges Webriet 1 kann daher je nach
Feinheit des zu webenden Gewebes 50.000 bis 200.000 oder mehr Bandstahllamellen 10 aufweisen,
die einzeln aneinander geknotet werden.
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Der
Bandstahl 10 wird hergestellt, indem Stahl auf die gewünschte Dicke
d von ca. 10 μm
bis 200 μm
gewalzt und poliert wird. Der Bandstahl 10 ist bezüglich seiner
Dicke d besonders genau und weist eine maximale Dickenschwankung
von lediglich ±0,5 μm auf. Damit
wird sichergestellt, dass das erzeugte Gewebe eine gleichmäßige Maschenweite
aufweist.
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Die
Kanten 14 des Bandstahls 10 sind maschinell abgerundet,
um den Abrieb an den Kettfäden 20 zu
verringern. Dann wird er mittels einer Induktionsspule mit Frequenzgenerator
temperaturüberwacht
auf ca. 250 °C
bis 350 °C
erhitzt und mittels getrockneter Luft oxidiert. Statt einer Oxidation
mit getrockneter Luft kann auch Sauerstoff eingeblasen werden, um
die Oxidation noch genauer zu steuern.
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Das
Oxidationsverfahren läuft
besonders schnell ab, wobei Bandgeschwindigkeiten von 20 m/min und
mehr erzielt werden.
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Als
Bandstahl wird üblicherweise
ein C95 Stahl verwendet, der gehärtet
wird und nachfolgend auf eine Zugfestigkeit von ca. 2200 N/mm2 angelassen wird. Das Anlassen erfolgt bevorzugt
gleichzeitig mit dem Oxidieren, so dass kein zusätzlicher Prozessschritt notwendig
ist.
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Generell
können
für die
Anwendung als Bandstahl für
Webriete auch andere Stähle
eingesetzt werden, die auf eine geeignet hohe Härte bzw. Festigkeit vergütbar sind,
beispielsweise Kohlenstoffstähle
mit einem Kohlenstoffgehalt von 0,75%–1,35% und einem Chromgehalt
von 0,1%–0,5%.
Ein weiterer geeigneter Stahl ist ein 125Cr1-Stahl.
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Je
nach verwendeter Anlass- oder Oxidierungstemperatur können durch
Oxidation unterschiedliche Oberflächenfarben erzielt werden.
Bei einer Temperatur von etwa 280 °C wird die Oberfläche 12 gelb,
bei etwa 300 °C
goldfarbig, bei etwa 330 °C dunkelblau
bis schwarz und bei etwa 350 °C
rot. Die erzielbaren Farben sind nicht daran gebunden, dass die
oben genannten Temperaturen exakt eingehalten werden. Je nach verwendeter
Verfahrensführung können die
Oxidationstemperaturen um etwa +/– 5 °C variiert werden, um die angegebenen
Oberflächenfarben
zu erzielen. Die Übergänge zwischen den
Oberflächenfarben
sind zudem fließend,
so dass die gewünschte
Oberflächenfarbe
durch eine geeignete Temperaturwahl quasi beliebig gewählt werden kann.
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Für die Verwendung
als Lamellen 10 in einem Webriet 1 wird die dunkelblaue
bis schwarze Farbe bevorzugt, jedoch ist auch bei den helleren Farben
die Blendwir kung im Vergleich zu den silbrig glänzenden Oberflächen eines
Bandstahls nach dem Stand der Technik erheblich verringert.
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Die
unterschiedlichen Farben der Lamellen des Bandstahls 10 können verwendet
werden, um das Webriet in unterschiedliche Abschnitte zu unterteilen,
beispielsweise, um damit Bereiche farblich zu markieren, in denen
unterschiedliche Kettfäden
verwendet werden sollen. Da die Lamellen des Bandstahls 10 direkt
eingefärbt
sind, ist eine fadengenaue Kodierung des Webriets möglich.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich
die Oberflächenfärbung durch
andere aufgebrachte Schichten bzw. Schichtsysteme zu erzeugen. Diese verleihen
dem Bandstahl 10 gegebenenfalls auch bessere Oberflächeneigenschaften
in Bezug auf Verschleißfestigkeit
oder Oberflächenrauhigkeit.
Jedoch sind solche Beschichtungen im Vergleich zu einer Oxidschicht
sehr teuer und aufwendig herzustellen. Oft bedingen sie zudem einen
teureren Grundwerkstoff des Bandstahls 10.
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Derartige
Beschichtungen, beziehungsweise Schichtsysteme können umfassen:
Titrannitrid;
Titancarbonnitrid;
Titanaluminiumnitrid;
Chromcarbid/Kohlenstoff
(CRC/C);
Wolframcarbid/Kohlenstoff (WC/C);
Chromnitrid;
Aluminium-Chromnitrid,
Aluminium-Chrom;
amorpher
Kohlenstoff; und/oder
polykristalliner Diamant.
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Um
solche färbenden
Beschichtungen, bzw. Schichtsysteme auf den Bandstahl 10 aufzubringen kann
unter anderem eines oder mehrere der folgenden Verfahren verwendet
werden:
Diffusionsverfahren;
CVD (Chemical Vapor Deposition);
PACVD
(Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition);
PVD (Physical
Vapor Deposition); und/oder
Sputtern.
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Aufgrund
der einfachen Herstellung sind allerdings gewöhnliche Oxidschichten als Mittel
zum Einfärben
bevorzugt, da hierbei einfach das Anlassen des Bandstahls 10 in
einer Atmosphäre
aus getrockneter Luft oder Sauerstoff durchgeführt wird anstatt unter einer
Inertgasatmosphäre
oder Vakuum.