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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein aus mehreren Komponenten bestehenden
Querstück, das
bei der Herstellung von Schäften
für Webstühle und
insbesondere geräuscharmen
und kostengünstigen
Schäften
für Hochgeschwindigkeitswebstühle verwendet
wird.
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Es
ist dem Fachmann bekannt, dass Schäfte Vorrichtungen sind, die
in Webstühlen
verwendet werden, um – mittels
deren alternierender Bewegung, die von der Webmaschine in einer
vertikalen oder horizontalen Ebene senkrecht zu der Webebene verursacht
wird – die
Bewegung von Gruppen von Kettfäden
in Übereinstimmung
mit einem vorgegebenen Webmuster zu verursachen. Die Bewegung der Schäfte wird
mit dem Einbringen des Schussfadens synchronisiert und hat eine
proportionale Amplitude, die dem Abstand zwischen dem Aufschlagpunkt
des Blatts und dem jeweiligen Schaft proportional ist, um so eine
Winkelöffnung
des Fachs zu erhalten, die bei allen Schäften konstant ist.
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Schäfte werden
durch zwei Seitenstücke
gebildet, die die Führung
für die
alternierende Bewegung des Schafts und durch zwei Querstücke, auf
denen dünne
Stangen aus Stahl oder anderen Materialien (d. h. die Litzen) befestigt
sind, wobei jede Litze eine oder mehrere Kettfäden trägt. Um die Rahmenstruktur zu
erreichen, sind die Seitenstücke
und die Querstücke
miteinander rechtwinklig an den vier Ecken des Rahmens in einer
vollständig
festen Weise befestigt, um so alle denkbaren Deformationen des Rahmens
während
des Betriebs zu vermeiden, und gleichzeitig können sie einfach demontiert
werden, um das Einhängen
oder das Ausbringen der gewünschten
Anzahl von Litzen für
jeden Vorgang zu erlauben.
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Mit
den verbesserten Eigenschaften moderner Webstühle, insbesondere der Erhöhung der Webgeschwindigkeit,
ist es von besonderer Bedeutung, das Gewicht der Massen zu reduzieren,
die eine alternierende Bewegung durchführen und daher auch das Gewicht
der Litzenrahmen, um so sicherzustellen, dass die Litzenrahmen dazu
in der Lage sind, Ermüdungen
zu widerstehen, die sich aus der charakteristischen und pulsierenden
Bewegung während deren
Betriebs ergeben.
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Nach
dem Stand der Technik sind daher verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden,
um einen besseren Kompromiss zwischen den Eigenschaften der Leichtigkeit
und des Widerstands gegenüber
mechanischen Spannungen zu erzielen, unter Verwendung von, zusätzlich von
oder anstelle der üblichen
auf Eisen basierenden metallischen Materialien, eines leichteren
Materials wie Aluminium, leichten Legierungen, expandierten Kunststoffen,
Verbundmaterialien und dergleichen, wie dies kurz unten erläutert werden
wird unter Bezugnahme auf den Aufbau eines Querstücks, auf
das sich die vorliegende Erfindung bezieht.
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Das
Querstück
der bekannten An hat einen ähnlichen
Aufbau mit einem relativ dicken, kastenartigen äußeren Abschnitt – der dazu
dient, den Rahmen mit der erforderlichen Festigkeit und einer adäquaten Biege
und Drehfestigkeit zu schaffen und weiter die Zone zum Sichern der
Seitenstücke
bildet, und einen festen inneren Abschnitt, der dazu dient, das Litzenstückelement
zu bilden, gewöhnlich
in der Form eines Auges, das von einer der Seiten des äußeren Abschnitts
vorragt und an seinem freien Ende vorgesehen ist und mit einer Litzenstützschiene,
oft in der Form eines metallischen Abschnitts.
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Ein
erster üblicher
Typ eines Querstücks
mit einem geringen Gewicht ist ein Querstück, dessen beide Abschnitte
durch ein einziges extrudiertes Stück aus Aluminium oder einer
anderen leichten Legierung besteht. Dieser Typ des Querstücks zeigt hervorragende
Ergebnisse, wenn es für
die Bildung der Litzenrahmen für
Webmaschinen mit geringen oder mittleren Geschwindigkeiten verwendet
wird, während
es bei Hochgeschwindigkeitswebstühlen, etwa
bei Luftwebstühlen,
eine zu geringe Arbeitsdauer hat. Die hohen Ermüdungsbelastungen, die auf das
Querstück
bei diesen Typen von Webstühlen
aufgebracht werden, führen
zu Deformationen oder Brüchen
des Querstücks,
insbesondere in der Verbindungszone zwischen dem äußeren kastenartigen Abschnitt
und dem dünnen,
festen inneren Abschnitt des Querstücks.
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In
dem Stand der Technik sind daher eine Anzahl von anderen Typen von
Querstücken
vorgeschlagen worden, bei denen die Querstücke aus einer Kombination von
verschiedenen Materialien bestehen, die in besonderen Verfahrensschritten
miteinander verbunden worden sind. Die Aufgabe dieser Querstücke ist
es sicherzustellen, dass bei demselben Gewicht oder sogar bei einem
geringeren Gewicht eine größere strukturelle
Festigkeit des Querstücks
erreicht wird. Querstücke,
die mit dieser neuen strukturellen Ausbildung versehen sind, können in unterschiedliche
homogene Kategorien eingeteilt werden insbesondere: Einer ersten
Kategorie, die Rahmen aufweist, bei denen das Querstück durch Blätter aus
Kohlenstofffasern be steht, die mittels Verklebung auf einen Kern
bestehend aus einem expandierenden Polyurethan montiert sind oder
mit einem Wabenmusteraufbau, siehe beispielsweise die EP-A-770 722,
einer zweiten Kategorie, die Rahmen aufweist, die das Querstück durch
eine Schalenstruktur bestehend aus dünnen, lasergeschweißten Blättern, das
gebildet ist und montiert ist, um einen Kern bestehend aus expandiertem
Polyurethan oder mit einer wabenartigen Struktur (IT-A-MI98A002853) und
schließlich
einer dritten Kategorie, die Rahmen aufweist, die Querstücke unter
Verwendung von neuen Materialien hergestellt ist, die als „Poltrude" bekannt sind, die
mittels eines Verfahrens einschließlich der Extrusion von Epoxyharz
oder anderen synthetischen Materialien auf einer lamellaren Kohlenstofffasermatrix
erreicht werden.
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Die
jüngste
Generation von Rahmen, verwendet Querstücke von unterschiedlichen Kategorien,
wie sie oben kurz beschrieben worden sind, um eine deutliche Erhöhung des
Widerstands der Rahmen gegenüber
alternierenden Belastungen und daher einer möglichen parallelen Erhöhung der
Maximalgeschwindigkeit der Webstühle,
wobei diese Rahmen ohne einen Anstieg der Brüche oder anderer Arten von
Nachteilen verwendet werden können, Weiter
haben diese Rahmen aufgrund der besonderen verwendeten Materialien
und des komplizierten Herstellungsvorgangs sehr hohe Herstellungskosten, die
die Verbreitung in dem Markt erheblich beeinflusst haben und haben
die Nachteile nicht vollständig überwunden.
Die sehr große
strukturelle Festigkeit, die sie kennzeichnet, ist die Ursache für ein geringes
Maß an
einer wesentlichen strukturellen Dämpfung der Vibrationen, so
dass diese Art von Litzenrahmen einen Geräuschpegel hat, der deutlich höher ist
als derjenige üblicher
aus Aluminium extrudierter Rahmen. Es wird in diesem Zusammenhang herausgestellt,
dass die Geräuschentwicklung
von Litzenrahmen erheblich ist aufgrund der Tatsache, dass die Litzen
in die Schienen des Querstücks
eingesetzt werden mit einem erheblich großen Spiel, um den Bediener
des Webstuhls zu unterstützen,
der häufig
die gesamte Litzenanordnung oder Teile von diesen zur Wartung oder
für Änderungen
des Gewebes bewegen muss, und dies führt zu einer kontinuierlichen
Reihe von Schlägen
der Litzen gegen die eine der beiden gegenüberliegenden Schienen, an der
sie befestigt sind, dieses Schlagen tritt während der alternierenden Bewegung
des Rahmens auf und führt
zu der Geräuschentwicklung
dieser Rahmen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine neue Art
eines Querstücks
zur Bildung der Litzenrahmen zu schaffen, die die Verwendung der
Rahmen in Hochgeschwindigkeitswebstühlen erlaubt, ohne dass das
Problem hoher Kosten und Geräuschentwicklung
entsteht, wie dies Eigenschaften der jüngsten Generation von Rahmen,
wie oben gezeigt, ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Querstück
für die
Litzenrahmen von Webstühlen
von der Art, die mit einem dickeren äußeren Abschnitt mit einer kastenförmigen Struktur
und einem dünnen,
festen inneren Abschnitt, an dem die Fadenführungsschiene fixiert ist,
versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Abschnitt und der innere
Abschnitt durch separate und gesonderte Sektionen gebildet wird,
die miteinander durch ein oder mehrere Elemente in Position gehalten
wird, die aus einem Material gefertigt sind, das weich ist oder
eine hohe mechanische Hysterese hat und die zwischen den Sektionen
angeordnet sind.
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Nach
einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung können die separaten und gesonderten Sektionen
aus metallischen Materialien oder Verbundmaterialien bestehen, beispielsweise
verschiedene Arten, wie oben beschrieben, unter der Voraussetzung,
dass sie eine geeignete Festigkeit haben, um der Last zu widerstehen,
die auf die Kettfäden über die
Litzen aufgebracht werden, ohne größeren Deformationen unterzogen
zu werden.
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Nach
einem kennzeichnenden Merkmal der Erfindung weist der äußere Abschnitt
eine Ausnehmung zum Aufnehmen eines Verbindungsendes des inneren
Abschnitts auf.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Elemente, die aus
einem Material gefertigt sind, das weich ist oder eine hohe mechanische
Hysterese hat, aus zwei profilierten Streifen aus Kunststoff mit
geeigneten mechanischen Eigenschaften, die auf einer Seite des Verbindungsendes
des inneren Abschnitts mit dem äußeren Abschnitt
des Querstücks
verbunden sind, um so einen direkten Kontakt zwischen den Abschnitten
des Querstücks
zu vermeiden.
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Nach
einem weiteren charakteristischen Merkmal der Erfindung bestehen
die profilierten Streifen aus Kunststoff aus einem profilierten
Streifen, der aus einem nachgiebigen Kunststoffmaterial besteht
und teilweise das Verbindungsende des inneren Abschnitts abdeckt
und einen profilierten Streifen, der aus einem festen Kunststoffmaterial
besteht, das kraftschlüssig
zwischen dem ersten Abschnitt und dem äußeren Abschnitt eingepasst
ist, wobei der profilierte Streifen, der aus einem nachgiebigen
Material besteht, zusammengedrückt
wird und mit einer Rippe des äußeren Abschnitts
in Schnappeingriff ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher
aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
das in Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert wird.
Dabei zeigt:
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1A eine
perspektivische Querschnittsansicht eines Teiles des Querträgers nach
einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit einer vergrößert dargestellten
Einzelheit,
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1B eine
perspektivische Querschnittsansicht eines Teiles des Querträgers nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung mit einer vergrößert dargestellten Einzelheit,
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2 eine
Querschnittsansicht eines Querträgers
nach der vorliegenden Erfindung ohne die den Schaft haltende Schiene
in vergrößertem Maßstab,
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3 eine
Querschnittsansicht einer Einzelheit, die die kraftschlüssige Verbindung
zwischen zwei Teilen des Querstücks
während
eines ersten Montageschrittes zeigt in vergrößertem Maßstab,
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4 eine
derjenigen von 3 ähnliche Ansicht eines zweiten
Montageschritts, und
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5 eine
derjenigen von 4 ähnlichen Ansicht, nachdem die
Montage des Querträgers
abgeschlossen ist.
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Aus
den Zeichnungen ergibt sich deutlich, dass das Querstück T nach
der vorliegenden Erfindung aus einer Sektion 1 mit einem
kastenartigen Aufbau – vorzugsweise
einem extrudierten Teil aus Aluminium oder einer Leichtmetalllegierung
mit einem geschlossen rechteckigen Querschnitt oder einer Sektion,
die aus Verbundmaterialien besteht – dass einen äußeren Teil
des Querstückss
bildet und eine dünne
feste Sektion 2 – vorzugsweise
aus Stahl – die
die ausgeführte
Form, wie sie in den Zeichnungen gezeigt ist, hat, und die den inneren
Teil des Querstückss
bildet. Die Sektion 2 kann ebenfalls aus Verbundmaterialien
bestehen und insbesondere aus Materialien, die auf Kohlefasern basieren,
die einzige Anforderung an die Sektion 1 und 2 ist,
neben der erforderlichen Leichtigkeit, dass sie eine ausreichende Festigkeit
haben, um der Last zu widerstehen, die von den Kettfäden über die
Schäfte
aufgebracht wird, ohne größeren Deformationen
umerzogen zu werden. Hier und im folgenden soll der Ausdruck „äußerer" oder „innerer" Teil des Querstücks sich
auf die Position beziehen, die in Bezug auf den fertigen Schaft
eingenommen wird, d. h. vollständig
mit zwei Querstücken
und den beiden Seitenstücken.
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Die
Sektionen 1 und 2 werden zusammengefügt mit dem
Einsatz von zwei profilierten Streifen, das aus einem weichen Material
besteht und eine hohe mechanische Hysterese hat, das einen Dämpfeffekt
hat bezüglich
der Vibrationen, die von den Schäften
auf die Sektion 2 aufgebracht werden. Diese profilierten
Streifen können
aus einem geeigneten Kunststoffmaterial von der Art einer Ein- oder
Zweikomponente sein, unter Verwendung eines Extrusions oder Injektionsvorgangs,
wie sie an sich bekannt sind. Vorzugsweise besteht der profilierte
Streifen 3 aus einem nachgiebigen Kunststoffmaterial und
der profilierte Streifen besteht aus einem festen Kunststoffmaterial.
Besondere Materialien, wie sie für
die profilierten Streifen 3 und 4 geeignet sind,
sind beispielsweise Gummi und Polyethylen.
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Um
eine vollständig
stabile Verbindung zwischen den Sektionen 1 und 2 und
gleichzeitig eine extrem schnelle Montage zu bewirken, hat die Sektion 1 auf
der Seite, an dem die Verbindung mit der Sektion 2 vorgenommen
wird, eine Höhlung 5 zum Aufnehmen
eines Verbindungsstücks
der Sektion 2. Die Höhlung 5 ist
durch Extensionen an den beiden gegenüberliegenden Seiten der Sektion 1 gebildet, zusätzlich zu
der Endwandung 1f, die den kastenförmigen Bereich des Abschnitts 1 begrenzt.
Um eine besonders stabile kastenförmige Verbindung zu erreichen,
weisen die Extensionen auf ihren Seiten, die zu dem inneren der
Ausnehmung 5 weist, einen Eingriffszahn 6 und
eine Verdickung 7 auf.
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Die
Sektion 2 ist, wie erwähnt,
vorzugsweise durch Profilieren eines flachen Metallblechs gebildet, sein äußeres Ende
weist zur Verbindung mit dem Abschnitt 1 eine längs verlaufende
Depression 2a auf, deren Form so ist, dass sie genau dem
Zahn 6 der Ausnehmung 5 entspricht, wobei ein
ausreichend großer
Spalt verbleibt, um den Einsatz des oben erwähnten profilierten Streifens,
der aus einem nachgiebigen Kunststoffmaterial besteht, zu erlauben.
An dem Ende, das dem Eingriff mit dem Zahn 6 gegenüberliegt,
ist der profilierte Streifen auf sich selbst umgelegt in der besonderen
taschenartigen Ausbildung, die in den Zeichnungen gezeigt ist. Bei
der Montage auf das Verbindungsende der Sektion 2 um so
die beiden Seiten der Sektion 2, die zu dem Zahn 6 gerichtet
sind und einen ersten Teil der gegenüberliegenden Seite.
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Die
Verbindung zwischen der Sektion 2 und der Sektion 1 wird
schließlich
durch den profilierten Streifen 4 aus einem festen Kunststoffmaterial
abgeschlossen und der einen im wesentlichen keilförmigen Querschnitt
hat, der in dem sich verjüngenden Bereich
in eine Kerbe 4s ausläuft,
die in Richtung auf die Verdickung 7 weist. Der profilierte
Streifen 4 wird zwischen die Sektion 1 und die
Sektion 2 eingesetzt in dem Bereich gegenüberliegend
zu denjenigen, der von den profilierten Streifen 3 belegt
wird, bis es hinter die Verdickung 7 einschnappt in einer
verriegelten Position und das Verbindungsende der Sektion 2 und des
profilierten Streifens 3, der um diesen angeordnet ist
gegen die gegenüberliegende
Wand der Höhlung 5.
Auf diese Weise wird eine spielfreie Verbindung zwischen der Depression 2a der
Sektion 2 und dem Zahn 6 der Sektion 1 sichergestellt
mit einer adäquaten
Kompression des profilierten Streifens 3, was eine perfekte
Stabilität
der Verbindung sicherstellt.
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Die
Montage des Querstücks
nach der vorliegenden Erfindung ist leicht, schnell und fordert
kein besonderes Werkzeug. Die verschiedenen Montageschritte sind
in den 3 bis 5 gezeigt. Während eines ersten Schritts
(3) wird der profilierte Streifen 3 an
dem Verbindungsstück
der Sektion 2 montiert und dieser wird sodann in die Höhlung 5 eingesetzt – dieser
Vorgang wird durch die taschenartige Ausbildung des profilierten
Streifens 3 erleichtert, der jede mögliche Extraktion oder Fehlausrichtung
des profilierten Streifens 3 relativ zu der Sektion 2 während dessen
Behandlung verhindert – was
die Verbindung der Depression 2a mit dem Zahn 6 verursacht. Sodann
wird der profilierte Streifen 4 vollständig eingesetzt ( 4)
in den verbleibenden Bereich der Höhlung 5 und in diesem
zusammengedrückt,
was eine geeignete Kompression des profilierten Streifens 3 und
schließlich
eine Verbindung der Kerbe S hinter der Verdickung 7 der
Sektion 1, wodurch sowohl eine feste Verbindung der Sektionen 1 und 2 und
deren vollständige
Ausrichtung erreicht werden. Durch genaues Bestimmen der Dicke der
profilierten Streifen 3 und 4 wird es möglich, ohne
Spiel die Sektion 2 in dem Bereich sowohl des Zahns 6 und
der Verdickung 7 zu verriegeln, wodurch deren gewünschte Ausrichtung
mit der Sektion 1 sichergestellt wird.
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Schließlich wird
vor der Montage der Sektionen 1 und 2 eine dünne Platte 8 auf
das Ende der Sektion 2 gegenüberliegend dieser fixiert zur
Verbindung der Sektion 1 und in dem Bereicht einer Rippe, die
auf der Sektion selbst angeordnet ist, bildet die Platte so die
Fadenführungs schiene.
Die Platte 8 muss aus einem Material mit einer hohen Flächenhärte bestehen,
um so den Schlagen, die von den Fäden aufgebracht werden, zu
widerstehen, beispielsweise einem metallischen Material wie Stahl
oder einem Verbundmaterial wie einem Material, das auf Kohlefasern
basiert. Das Fixieren der Platte 8 kann mittels Nieten 9 oder
mittels einer Laserschweißung 10 unter
Verwendung von Techniken, wie sie bereits für diese Art von Befestigungen
bekannt sind, ausgeführt
werden.
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Mit
dem Querstück,
wie es oben beschrieben worden ist, ist es möglich, alle oben angegebenen Aufgaben
der Erfindung zu erreichen, wodurch erhebliche Vorteile verglichen
mit den Querstücken nach
dem Stand der Technik erzielt werden. Es ist insbesondere zu beachten,
dass die verschiedenen Bauteile des Querstücks sowohl bezüglich der
Sektionen 1 und 2 und der profilierten Streifen 3 und 4 aus kostengünstigen
Materialien gefertigt sind, die überall
verwendet und käuflich
erhältlich
sind. Sowohl das Verfahren zur Herstellung als auch das Verfahren
zur Montage des Querstücks
ist extrem einfach, so dass die Gesamtkosten des Querträgers innerhalb
eines geringen Betrags bleiben kann, wodurch eine Hauptaufgabe der
Erfindung gelöst
wird.
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Das
Querstück,
das so erhalten ist, hat eine Masse, die im wesentlichen gleich
ist mit dem eines Querstückss
von üblichen
ultraleichten Schäften,
die vollständig
aus aus Aluminium extrudierten Teilen bestehen und lediglich geringfügig größer als
die Masse des kürzlich
vorgeschlagenen Querstücks
aus Verbundmaterialien.
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Diese
ausgezeichneten Ergebnisse sowohl bezüglich der Kosten und der reduzierten
Masse wo denn ohne Bewirkung einer negativen Beeinflussung der mechanischen
Eigenschaften und der Dauerhaftigkeit des Querstücks erzielt. Das Querstück nach der
vorliegenden Erfindung hat eine erhebliche strukturelle Festigkeit
aufgrund der gegenseitigen Zusammenarbeit zwischen der Sektion 1,
die eine ausgezeichnete Festigkeit gegenüber Torsionskräften hat, und
deren Sektion 2, der eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Biegekräften
hat, die auf die Ebene des Kreuzstücks aufgebracht werden durch
die Zugkraft der Fäden
und der Reaktion der beiden Seitenwände. Das Vorhandensein des
Kunststoffmaterials, das die profilierten Streifen 3 und 4 bildet,
beeinflusst die Gesamtfestigkeit des Querstücks nicht, im Hinblick auf
die geringe Dicke, die die profilierten Streifen kennzeichnen, was
weiter kleine örtliche
Reaktionen erlaubt, die eine mögliche
Formation von gefährlich
lokalisierten Spannungen verhindert und damit die lange Lebenszeit
des Querstücks
sicher stellt.
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Das
Kreuzstücke
nach der Erfindung, weiter gekennzeichnet durch einen angenehm geringen Geräuschpegel,
wodurch eine weitere Aufgabe der Erfindung gelöst wird. Die Vibrationen und
die Schläge,
die von den Fäden
auf die Platte 8 und damit auf die aus Stahl bestehende
Sektion 2, werden nicht auf die aus Aluminium bestehende
Sektion 1 aufgebracht, da sie durch den profilierten Streifen 3,
der aus einem nachgiebigen Stoff besteht und der zwischen den Sektionen
angeordnet ist, erheblich gedämpft
wird. Jedes Phänomen
der Resonanz dieser Schläge
und Vibrationen im Inneren des kastenförmigen hohlen Bereichs der
Sektion 1 wird daher vollständig eliminiert, diese Resonanz
ist eine der größte Geräuschquellen
des Querstücks
der bekannten Art.
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Die
Erfindung wurde unter besonderer Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben, es versteht sich jedoch, dass der Schutzbereich dadurch
nicht eingeschränkt
wird. Erstreckungen auf alle möglichen
Varianten innerhalb der Kompetenz des Fachmanns sind eingeschlossen
unter der Voraussetzung, dass diese innerhalb der Lehre, wie es
sich aus den beiliegenden Ansprüchen
ergibt, offenbart ist.