DE3702524C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaftstab für einen Webschaft gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei den meisten heute gebräuchlichen Webschäften für Webmaschinen bestehen die Schaftstäbe, von denen jeweils zwei durch Seitenstützen verbundene einen als Webschaft bezeichneten Rahmen bilden, aus einem Hohlprofil aus Leichtmetall. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Litzentragschiene einstückig mit dem im Querschnitt rechteckförmigen Hohlprofil über eine verlängerte Seitenwand dieses Hohlprofils verbunden. Der somit einstückige Schaftstab läßt sich als gezogenes Profil herstellen.

Es werden heute zunehmend breitere Webmaschinen hergestellt und die Tourenzahl der Webmaschinen wird aufgrund technischer Verbesserungen ständig gesteigert, so daß die oszillierend bewegten Webschäfte einer sehr hohen Belastung ausgesetzt sind. Um die notwendige Biegesteifigkeit der Schaftstäbe zu gewährleisten, muß man bei den hoch beanspruchten Webschäften also entweder eine entsprechend dickere Wandstärke für das Hohlprofil wählen, was zu einer Gewichtsvergrößerung und zu einer entsprechend notwendigen Vergrößerung der Antriebslei­ stung führt, oder man muß eine andere Kompromisslösung suchen und beispielsweise das Leichtmetallprofil durch Stahleinlagen versteifen. So ist es beispielsweise bekannt, in dem den Hohlkörper bildenden Leichtmetall­ profil Kantenaussparungen vorzusehen und in diesen Versteifungsschienen aus Stahl anzuordnen.

Die bei modernen Webmaschinen zunehmend höhere Beanspruchung der Webschäfte insbesondere bei den hohen Tourenzahlen erfordert nun aber, die Wechselbiegefestigkeit des für die Webschäfte verwendeten Materials zu berück­ sichtigen, und bei Leichtmetall nimmt diese Wechselbiege­ festigkeit, aufgetragen als Kurve über der Anzahl Last­ wechsel zunächst bis zu einem bestimmten Wert steiler und dann schwächer, aber stetig weiter ab, was bei Stahl vom Erreichen eines bestimmten Grenzwertes an nicht der Fall ist, so daß bei Leichtmetall angesichts der stetig abfallenden Kurve irgendwann der Bruch infolge höherer Beanspruchung eintreten kann. Damit wird die Lebensdauer des Webschaftes nachteilig beeinflußt. Bezüglich der Wechselbiegefestigkeit verhält sich Stahl sehr viel günstiger, doch besitzt dieses Material ein hohes spezifisches Gewicht, was für den vorliegenden Zweck nachteilig ist.

Aus der DE-OS 36 21 145 ist ein aus Profilblechen hergestellter Schaftstab für einen Webschaft bekannt, der im wesentlichen aus zwei profilgewalzten Blechteilen besteht, die aufgrund ihrer durch den Walzvorgang erzeug­ ten, abgewinkelten Querschnittsform gegeneinander gelegt einen Hohlraum umschließen und außerdem noch mit den beiden zur gleichen Seite abgewinkelten Endrändern im Abstand von dem Hohlraum einen Kanal begrenzen, in den sich der Schenkel einer im Querschnitt T-förmi­ gen Profilleiste hinein erstreckt, welche als Litzen­ tragschiene dient, die mit dem vorgenannten Schenkel in dem Kanal festgeklebt ist. In dem Hohlraum ist ein Verstärkungsmaterial aus Kunststoff in Wabenstruktur angeordnet und ebenfalls durch Kleben fixiert. Mit der Verwendung von dünnem Blech wird hier das Ziel einer Gewichtsreduktion gegenüber den herkömmlichen profilgezogenen Leichtmetall-Schaftstäben verfolgt.

Profilgewalzte Blechteile mit im Querschnitt rechtwinkli­ gen Abbiegungen sowohl nach der einen wie nach der entgegengesetzten Seite sind bei einer Länge von mehreren Metern entsprechend der heute gebräuchlichen großen Webschaftbreite sehr schwer zu handhaben, wobei die Blechteile sich werfen und krumm werden, so daß man nur sehr schwer insbesondere bei Anwendung von Klebever­ bindungen einen genau graden Schaftstab herzustellen ver­ mag, wie sich in der Praxis gezeigt hat. Für die hochtouri­ gen Webmaschinen mit eng geführten Webschäften müssen die zu deren Herstellung verwendeten Schaftstäbe sehr genau gerade und sehr stabil sein. Die Verwendung dünnwan­ digen Blechmaterials zwecks Gewichtsreduktion allein führt noch nicht zum Ziel.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Schaftstab für Webschäfte aus dünnen Blechteilen zu schaffen, die sich maschinell auch bei großer Länge der Teile gut verarbeiten lassen und dabei aus wandbildenden Teilen durch verschiedene Schweiß­ verbindungen einen starren und formstabilen Schaftstab zu formen, der den Beanspruchungen in hochtourigen Webmaschinen standhält, wobei diese Herstellung außerdem auch mit in bezug auf herkömmliche Leichtmetallschaft­ stäbe vergleichbaren Herstellungskosten realisierbar sein soll. Zur Lösung dieser Aufgabe weist der Schaft­ stab die Merkmale gemäß Anspruch 1 auf. Er besteht somit im wesentlichen nur aus ebenen zusammengesetzten Blechabschnitten, was die Gewähr bietet, daß ein mehrere Meter langer und durch Zusammenfügen von Blechabschnitten hergestellter Schaftstab sich nicht verzieht. Um die Leichtbauweise zu verwirklichen, werden sehr dünne Bleche verwendet, was den Einsatz einer mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Einrichtung zum Zusammenfügen erlaubt, wobei zweckmäßig mit Laser-Schweißung gearbeitet wird. Damit sich ein langer Schaftstab nicht durchbiegt, weisen die wandbildenden Blechabschnitte der Schmalseiten des Hohlkörpers eine um ein Mehrfaches größere Material­ stärke auf als die Blechabschnitte der längsverlaufenden Breitseiten desselben, welche an den erstgenannten angeschweißt sind.

Verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungs­ gegenstandes werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 7 verschiedene Ausführungsformen eines Schaftstabs im Vertikalschnitt und schaubildlich sowie abgebrochen dargestellt;

Fig. 8, 9 und 10 verschiedene Ausführungsformen des Schaftstabes gemäß Fig. 7 im Vertikalschnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaftstab für einen Webschaft weist einen einen Hohlkörper bildenden Trag­ stab 1 sowie einen an dessen unterem Ende anschließenden Verbindungsteil 2 und eine am letzteren angeordnete Litzentragschiene 3 auf. Der Aufbau des Schaftstabs ent­ spricht somit einem herkömmlichen Leichtmetall-Profilstab. Der erfindungsgemäße Schaftstab bildet eine Schweißkon­ struktion aus ebenen und jeweils eine Wand bildenden Blechabschnitten unterschiedlicher Materialstärke, wobei die Blechabschnitte sich über die gesamte Länge des Schaftstabes erstrecken. Der Schaftstab 1 ist zusammen­ gefügt aus einem die obere Schmalseite bildenden, U-förmig gebogenen Blechabschnitt 4 sowie einem eine längsverlaufende Breitseite an der Vorderseite bildenden Blechabschnitt 5, ferner einem eine längsverlaufende Breitseite an der Rückseite bildenden Blechabschnitt 6, und aus die untere Schmalseite bildenden Blechab­ schnitten 7 und 8 mit einer wesentlich größeren Material­ stärke. Von diesem bildet der leistenförmige Blechabschnitt 8 gleichzeitig die obere Schmalseite des Verbindungs­ teils 2, der auch als aus ebenen Blechabschnitten bestehen­ der Hohlkörper ausgebildet ist, der wesentlich schmäler ist, als der Tragstab 1. Zur Herstellung dieses den Verbindungsteil 2 bildenden Hohlkörpers sind die Blechab­ schnitte 9 und 10, die die Breitseiten bilden und eine sehr geringe Wandstärke aufweisen, an den leistenförmigen Blechabschnitt 8 angeschweißt wie auch am unteren Ende an einen leistenförmigen Körper 11 angeschweißt. Der Blechabschnitt 9 von sehr geringer Materialstärke ist außerdem auch noch an den die Schmalseite bildenden Blechabschnitt 7 und am unteren Rand des Verbindungsteils an einen leistenförmigen Blechabschnitt 12 angeschweißt, der ebenso wie der leistenförmige Blechabschnitt 11 eine wesentlich größere Materialstärke als die die Breitseiten bildenden Blechabschnitte 9 und 10 aufweist. Alle die Schmalseiten bildenden Blechabschnitte 4, 7, 8, 11 und 12, die eine größere Materialstärke aufwei­ sen, liefern die Biegesteifigkeit des Schaftstabes und die Möglichkeit, daß an diesen die die Breitseiten bildenden Blechabschnitte 5, 6, 9 und 10 mit wesentlich geringerer Materialstärke angeschweißt werden können, wobei diese Materialstärke auch wesentlich geringer ist als die Materialstärke der entsprechenden Wandab­ schnitte bei einem herkömmlichen Leichtmetall-Schaftstab. Im Vergleich mit dem letztgenannten wird dadurch auch im Endergebnis das geringere Gewicht des erfindungsgemäßen Schaftstabes erzielt.

An den leistenförmigen Blechabschnitt 12 ist die Litzentragschiene 3 angeschweißt. Diese besteht aus einem Blechabschnitt 13 und einem an dessen oberen Rand angeschweißten leistenförmigen Blechabschnitt 14.

Das Zusammenfügen aller Blechabschnitte erfolgt mittels Laser-Schweißung an den längsverlaufenden Breitseiten. An der in der Zeichnung sichtbaren vorderen Seite sind vier Schweißverbindungslinien 15 gestrichelt dargestellt. In entsprechender Weise ist die Schweißung auch an der Rückseite ausgeführt.

Für die Herstellung des Tragstabes wird ein korrosionsfestes Blech mit einer geringen Wandstärke von ca. 0,25 mm für die Bleche verwendet. Die um ein Mehrfaches größere Materialstärke der Blechabschnitte an den Schmalseiten beträgt etwa 1 mm bis 1,5 mm, d. h. den mehrfachen Wert der dünnen Blechabschnitte.

Diese Konstruktion erlaubt die Herstellung von sehr langen Schaftstäben mit einer hohen Biegefestigkeit und mit einem Gewicht, das geringer ist als ein gleich langer Schaftstab aus einem herkömmlichen Leichtmetall­ profil. In den Hohlraum des Tragstabes 1 ist ein Material 16 eingebracht, das den Hohlraum als schall­ dämpfendes Schaumstoffmaterial ausfüllt und mit der Funktion eines Stütz- und Haltekörpers für die die Breitseiten bildenden Blechabschnitte deren Ausbeulen nach auswärts wie auch nach einwärts verhindert. Dieses die Blechabschnitte an den Breitseiten haltende und stützende Material macht es möglich, hier Blechabschnitte mit einer extrem geringen Wandstärke zu verwenden.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 nur in einem Detail an der Verbindungsstelle zwischen dem Tragstab 1 und dem Verbindungsteil 2. Der die Schmalseite bildende Blechabschnitt 7 besitzt an einer unteren Längskante eine Aussparung 16′, in welche der Verbindungs­ teil 2 mit seiner oberen Schmalseite 8 eingefügt ist.

Die aus Tragstab 1 und Verbindungsteil 2 bestehenden Teile des Schaftstabes lassen sich noch besser aus zuvor getrennt hergestellten kastenförmigen Gebilden zusammen­ schweißen.

In bezug auf diese Verbindung zwischen dem Trag­ stab 1 nd dem Verbindungsteil 2 ist in Fig. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform dargestellt. Die Schmalseite des Tragstabes 1 ist hier von einem im Querschnitt Z-förmigen Profil 17 gebildet, von dem ein Schenkel die obere Schmalseite des hohlkörperför­ migen Verbindungsteils 2 bildet, an welchem Schenkel die Blechabschnitte 9 und 10 angeschweißt sind. Das Profil 17 ist außerdem so angeordnet, daß der die beiden Schenkel verbindende Teil des Profils 17 unter einem Winkel von ca. 6° nach vorn oben schräg verläuft, damit in den Tragstab 1 von unten sich hinein erstrecken­ de, in der Zeichnung nicht dargestellte Schrauben bei­ spielsweise für Halteelemente von Mittelstreben oder ähnliches besser zugänglich sind. Die Litzentragschiene 3 behindert das Betätigen solcher Schrauben, wenn diese sich senkrecht nach oben in den Tragstab erstrecken.

Gemäß Fig. 4 kann der Verbindungsteil 2 in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform auch nach unten sich verjüngend ausgebildet sein, so daß bei dieser Ausführungsform die beiden Blechabschnitte 9 und 10 unten direkt aufeinander geschweißt sind.

Gemäß Fig. 5 kann in weiterer Abwandlung die untere Schmalseite des Tragstabes 1 von einem U-Profil 18 gebildet sein. An dem einen Schenkel dieses U-Profils ist der Verbindungsteil 2 mit den beiden Blechabschnitten 9 und 10 festgeschweißt. Durch den anderen Schenkel des U-Profils entsteht an der Vorderseite eine sogenannte Haltenase 19 für das Befestigen von Aufsteckführungen, Halteelementen oder Antriebselementen, die durch Umgreifen des Tragstabes befestigt sind, wie es auch bei herkömmlichen aus Leichtmetallprofil bestehenden Schaftstäben bekannt ist. In entsprechender Weise kann auch eine Haltenase 20 am unteren Rand des Verbindungsteils 2 durch entsprechende Bemessung der unteren leistenförmigen Längsschmalseite 11 des Verbin­ dungsteils ausgebildet werden.

An der Rückseite kann eine abgewandel­ te Ausführungsform so ausgebildet sein, daß der Tragstab 1 und der Verbindungsteil 2 statt der Blechabschnitte 6 und 10 einen einstückig sich über die gesamte Höhe des Schaftstabes erstreckenden ebenen Blechabschnitt als eine gemeinsame längsverlaufende Breitseite aufweisen. Diese einstückig über den gesamten Tragstab sich erstreckende Rückseite läßt sich bei allen zuvor beschriebenen Ausführungsfor­ men gemäß Fig. 1 bis 5 verwirklichen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 besteht die Abweichung von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 darin, daß an der oberen Schmalseite ein umgekehrt liegendes U-Profil mit den beiden Schenkeln nach oben zeigend angeordnet ist. Die Längsrinne zwischen diesen Schenkeln ist mit Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem Kohlenstoffasern enthaltenden Material 24 ausgefüllt, welches fünfmal leichter als Stahl ist. Man erreicht mit diesem Material eine sehr hohe Biegesteifigkeit und kann ein in der Wandstärke noch kleineres U-Profil wählen. An der unteren Längskante des Schaftstabes ist zwischen dem Verbindungsteil 2 der Litzentragschiene 3 durch entsprechende Ausbildung der diese beiden Teile verbindenden Profilleiste 25 eine Längsrinne ausgebildet, die mit Faserverbundwerkstoff 26 ausgefüllt ist.

Um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen, sind bei dem Schaftstab gemäß Fig. 7 in dem Verbindungsteil 2 in regelmäßigen Längsabständen voneinander Aussparungen 27 ausgebildet, die außer der Reduzierung des Gewichts die Funktion haben, das Ansammeln von Staub zwischen der Litzentragschiene und dem Verbindungsteil zu verhin­ dern. Diese Aussparungen 27 können zweckmäßig bei allen Ausführungsformen geäß Fig. 1 bis 7 vorhanden sein. Die Aussparungen sind auch bei den aus Leichtmetall­ profil bestehenden Schaftstäben bekannt. Bei der hier beschriebenen Ausbildung des Schaftstabes aus einzelnen Blechabschnitten lassen sich die Aussparungen 27 auf verschiedene Weise herstellen. Die Querschnitte durch den Schaftstab gemäß Fig. 8, 9 und 10 zeigen drei ver­ schiedene Ausführungsformen der Aussparung, die auf unterschiedliche Weise hergestellt sind. Gemäß Fig. 8 ist nach dem Vorstanzen der Aussparung 27 der rückseitige Blechabschnitt 10 durch Tiefziehen verformt, so daß er rings um den Aussparungsrand gegen den vorderseitigen Blechabschnitt 9 anliegt. Dann sind die beiden Blech­ abschnitte durch Laser-Schweißung miteinander verbunden. Anschließend erfolgt noch eine Fertigbearbeitung des Randes der Aussparung.

Gemäß Fig. 9 ist die Aussparung 27 in der Weise hergestellt, daß zunächst der vorderseitige wie auch der rückseitige Blechabschnitt 9 und 10 ausge­ stanzt werden und daß der rückseitige Blechabschnitt 10 auf einen in der Zeichnung nicht dargestellten Dorn mit einem der Größe der Aussparung entsprechenden Querschnitt gelegt wird und auf diesen Dorn dann eine in Reifenform ausgebildete Abdeckung 28 aufgelegt wird. Anschließend wird dann der vorderseitige Blechabschnitt 9 auf den gleichen Dorn gelegt und abschließend werden dann die beiden Blechabschnitte 9 und 10 und die Abdeckung 28 miteinander verschweißt. Der Sinn dieser Maßnahme besteht darin, zu verhindern, daß Staub sich in dem Zwischenraum zwischen dem vorderseitigen und rückseitigen Blechabschnitt festsetzen kann.

Um das gleiche Ergebnis zu erzielen, besteht eine weitere Methode darin, bei einem Schaftstab gemäß Fig. 10 den Zwischenraum zwischen dem vorderseitigen Blechabschnitt 9 und dem rückseitigen Blechabschnitt 10 mit Hartschaum 29 auszufüllen. Statt dessen kann an dieser Stelle auch in glasfaserverstärkter Hartschaum in Form einer Platte mit einer darin ausgebildeten Aussparung zwischen die beiden Blechabschnitte eingefügt werden.

Der vorstehend beschriebene Schaftstab aus zusammen­ gefügten Blechabschnitten besitzt außer den bereits erwähnten Vorteilen der hohen Wechselbiegefestigkeit und dem vergleichsweise günstigen Gewicht gegenüber einem aus Leichtmetallprofil bestehenden Schaftstab noch weitere Vorteile. So können beispielsweise an der oberen Schmalseite innenseitig an der jeweils erforderlichen Stelle Gewindebuchsen eingeschweißt werden, um zum Beispiel die Antriebsplatine für den Webschaft zu befesti­ gen. Im Verhältnis zu einem Vollmaterial aus Leichtmetall für die Anordnung von Gewindebohrungen bei herkömmlichen Leichtmetall-Schaftstäben genügen im Quermaß kleine Gewindebuchsen an der vorher genau abgemessenen Stelle, was wiederum zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts beiträgt. Das gleiche gilt für die endseitigen Gewinde­ stücke für die Schraubbefestigung der Seitenstützen, aus denen zusammen mit zwei Schaftstäben ein Webschaft hergestellt wird.

Claims (6)

1. Schaftstab für einen Webschaft, bestehend aus einem als rechteckförmiger Hohlkörper ausgebildeten Tragstab und einer im Abstand von dessen Schmalseite sich parallel erstrecken­ den und mit dem Tragstab über einen in Verlängerung einer Breitseite desselben anschließenden, wandförmigen Verbin­ dungsteil starr verbundenen Litzentragschiene, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Breitseiten (5, 6) des Tragstabes (1) aus ebenen, dünnwandigen Blechabschnitten bestehen, die mit eine wesentlich größere Materialstärke aufweisenden Schmal­ seiten (4, 7, 17, 18) durch Schweißung verbunden sind, und daß der Verbindungsteil (2) durch Schweißung mit der der Litzentragschiene (3) zugewandten Schmalseite (7, 17, 18) des Tragstabes (1) verbunden ist und die Litzentragschiene (3) hochkant und im Abstand parallel zum Verbindungsteil (2) mittels eines zwischen diesen eingeschweißten Profilstabes (12, 25) mit dem Verbindungsteil verbunden ist.

2. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsteil (2) als Hohlkörper mit im Querschnitt wesentlich geringerer Breite als die Tragstabbreite ausge­ bildet ist und die Breitseiten (6, 10) des Verbindungsteils (2) aus ebenen, dünnwandigen Blechabschnitten bestehen.

3. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle wandbildenden Blechabschnitte (4-14, 17, 18, 20-23, 25) durch Laser-Schweißung miteinander verbunden sind.

4. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Verbindungsteil (2) zugewandte Schmalseite des Trag­ stabes (1) von einem abgewinkelten Blechabschnitt in Form einer Profilschiene (17, 18) mit U- oder Z-förmigem Quer­ schnitt gebildet ist, deren abgewinkelter Schenkel die eine Schmalseite des Verbindungsteils (2) bildet.

5. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsteil (2) in regelmäßigen Längsabständen von­ einander gewichtsreduzierende Aussparungen (27) aufweist, längs deren Umfangsrand der als Hohlkörper ausgebildete Ver­ bindungsteil (2) zur Verhinderung von Staubzutritt mittels einer zwischen die wandbildenden Blechabschnitte einge­ schweißten oder eingeklebten Abdeckung (28) oder mittels Zusammenschweißen des einen Blechabschnitts (9) mit dem durch Tiefziehen einwärts gebogenen anderen Blechabschnitt (10) geschlossen ist.

6. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsteil (2) aus einem einstückigen streifenför­ migen Blechabschnitt besteht, der eine um ein Mehrfaches größere Materialstärke aufweist als die Blechabschnitte (5, 6) der Breitseiten des Tragstabes (1).