EP1659200B1 - Schaftstab für Webschäfte - Google Patents

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EP1659200B1
EP1659200B1 EP05023399A EP05023399A EP1659200B1 EP 1659200 B1 EP1659200 B1 EP 1659200B1 EP 05023399 A EP05023399 A EP 05023399A EP 05023399 A EP05023399 A EP 05023399A EP 1659200 B1 EP1659200 B1 EP 1659200B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft rod
rod according
flange
shaft
side wall
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05023399A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1659200A1 (de
Inventor
Franz Mettler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
Publication of EP1659200A1 publication Critical patent/EP1659200A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1659200B1 publication Critical patent/EP1659200B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C9/00—Healds; Heald frames
    • D03C9/06—Heald frames
    • D03C9/0608—Construction of frame parts
    • D03C9/0616—Horizontal upper or lower rods
    • D03C9/0625—Composition or used material

Definitions

  • the invention relates to a shaft rod for a heald and a weaving machine equipped with such a heald.
  • healds are used in weaving machines, which carry healds and with these move the warp threads out of their middle warp thread plane.
  • the healds extend over the entire width of the fabric to be created, each with a shaft rod above and a shaft rod below the warp threads.
  • the ends of the shaft rods are are connected by side supports.
  • Litzentragschienen sit with healds on the shaft rods.
  • the specialized education takes place by fast up and down movement of the weaving shed. After this up and down movement is derived from the speed of the main drive shaft of the loom, one also speaks of increasing machine speeds in view of the increasing speed of the reciprocating motion of the heald.
  • the shaft rods are crucial for the efficiency of the heald. Especially important is the bending resistance of the shaft rods with dynamically changing load. The stiffer the shaft rods can be designed the speed of rotation is the entire heald.
  • the DE 37 02 524 a shaft rod, which is a welded construction made of sheet steel. This forms a rectangular hollow profile with an upper belt and a lower belt and two thin sheets that form the side walls and the upper and connect the lower strap.
  • the alternating bending strength of such a shaft rod is considered higher than that of an aluminum shaft rod due to the material used.
  • the US 5,345,974 discloses a shaft rod made of a fiber composite material, wherein the shaft is similar stiff as a metal elements existing shaft but easier.
  • this profile may be optimized. It turns out, however, that under dynamic loading, despite greater rigidity of the profile in the middle, considerable deflection of the shaft rod can be observed.
  • the shaft rod according to the invention has, for example, a box profile cross-section, an I-section or a C-section, wherein the cross-sectional profile has a reduced mass in a central section.
  • This can be done, for example, that the existing upper and / or the existing lower belt is emaciated towards the center, ie that it has a greater thickness at its ends than in the vicinity of its center.
  • the mass of the shaft rod is concentrated at its ends.
  • the mass of the central portion is reduced, so that inertial forces to be overcome in accelerating and decelerating the shaft rod are reduced.
  • the rigidity is substantially maintained, so that the dynamic deflection of the shaft rod is reduced.
  • the reduction of the cross-sectional area of the upper belt and / or the lower belt from the shaft rod end to the shaft rod center is primarily a reduction of the thickness of the belt in question to be measured vertically on the shaft rod.
  • the variation of the thickness can be gradual or in stages.
  • the straps in one piece as well as in several parts.
  • the outer height of the shaft rod remains constant.
  • the upper and lower belts each have a narrow strip-shaped upper and lower outer sides, which are oriented parallel to each other.
  • the upper and lower straps are interconnected by at least one or two sidewalls, so that either an open profile or a closed profile (box profile) is produced.
  • the at least one side wall is preferably relatively thin.
  • connecting elements extending from one strap to the other may be provided between the upper strap and the lower strap.
  • the connecting elements are preferably relatively low-mass rigid elements, which are in particular pressure-resistant. They ensure sufficient dimensional stability.
  • the support body may be formed as low-mass foam body, honeycomb body or the like. It allows the formation of particularly thin side walls, which are then still sufficiently rigid and even under dynamic load show no tendency to bulge.
  • the side walls are at least partially dimensioned so thick that at any point guide elements can be attached, which is required, for example, when the shaft rod is loaded in the loom by the warp threads with a transverse force acting on the shaft rod.
  • the parts of the shaft rod may be made of metal, such as aluminum or stainless steel or fiber composites.
  • a preferred embodiment of the shaft rod has two thin light side walls made of fiber composite material, aluminum sheet or very thin sheet steel. Together with the varying cross-section belts they form a rectangular hollow body.
  • the side walls are connected at least over part of the length with a support body.
  • This support body consists for example of honeycomb made of aluminum or phenol resin-reinforced fiber paper. It can also find a core of hard foam application.
  • the support body fills the entire cavity - at least as far as the space is not needed, for example, to accommodate at the ends of the shaft rod, the corner joint for the attachment of the side supports. It may also be necessary to leave space for the attachment of drive parts.
  • Said support body can take over the function of the above-mentioned connecting element together with the side walls.
  • the belt of the shaft rod which is remote from the heddle support rail has a cross section changing along its longitudinal direction.
  • the belt adjacent to the heald support rail can have a uniform cross section.
  • Such a shaft rod also achieves the required rigidity due to the stiffness of the heddle support rail. Again, however, the mass of a central portion of the shaft rod is reduced compared to correspondingly large portions of the shaft rod, which adjoin the shaft rod ends.
  • the mass reduction of the shaft rod, in particular in the central region while maintaining the outer contour over the entire shaft rod length allows the design of shaft rods whose dynamic load capacity is increased in comparison to known shaft rods.
  • FIG. 1 shows a weaving shank 1 is illustrated, which has an upper shaft rod 2, a lower shaft rod 3 and two side supports 4, 5.
  • the shaft rod 2 as is apparent from Figure 2, consists of an extruded aluminum profile, which is designed as a box hollow profile. It has two side walls 8, 9, which form flat sides. Above and below each straps 11, 12 are provided, which are integrally connected to the side walls 8, 9 and enclose an inner space 13. The cross section of this shaft rod 2 is unchanged over the length thereof.
  • Figure 3 illustrates a modified variant of such a conventional shaft rod, which is designed as a two-chamber profile with a longitudinal intermediate belt 10. He has two interiors 13, 14. A part of the shaft rod can be milled in particular in the region of its upper corners in order to facilitate the connection of the side supports 4, 5.
  • the shaft rod according to the invention differs by the design of the straps 11, 12 and any intermediate straps 10.
  • the straps 11, 12 a height, ie vertically measured thickness H on that varies along the longitudinal direction 15.
  • the upper belt 11 has a preferably flat outer side 16 which extends straight in the longitudinal direction 15.
  • the belt 11 has an inside 17, which is curved, for example.
  • the thickness H is measured between the inner side 17 and the outer side 16.
  • the curvature of the inner side 17 is set so that the thickness H in a central region 18 of the belt 11 is substantially lower than in Schaftstabend Scheme Scheme 19, 21st
  • the lower belt 12 may also have a variable thickness H along the longitudinal direction 15. Again, its inner side 22 is not parallel to its outside of the adjacent Litzentragschiene 2 facing outside 23. In the Schaftstabend Scheme Scheme 19, 21, the straps 11, 12 are thus thicker than in the central region 18th
  • a support member 24 may be arranged, which is preferably arranged centrally between the Schaftend Schemeen 19, 21.
  • This support element 24 may be formed, for example, by a web made of carbon fiber reinforced composite material, by an aluminum web, a steel prop or the like. It may be integrally formed with the straps 11, 12, or glued or welded to them.
  • the shaft rod 2 according to FIG. 4 is shown in cross section in FIG. It comprises, for example, an aluminum body comprising the side wall 8, the straps 11, 12 and an extension 25 of the wall 8 which extends downwardly beyond the lower strap 12 to form a holder for the heddle bar 6.
  • FIG. 6 illustrates this base body in the form of a shaft rod 2 in addition to a heddle support rail 6 in perspective.
  • the basic body can be used, for example, as a section of a Extruded aluminum profiles are produced, which is initially cut to length by an endless profile.
  • the desired profile of the straps 11, 12 can be produced, for example, by milling the inner sides 17, 22.
  • the side wall 9 are added, which is provided for example in the form of a thin sheet. It can be attached to the straps 11, 12 by gluing or welding.
  • the shaft rod thus created has a lower weight per unit length in its middle region 18 (FIG. 4) than in its end regions 19, 21.
  • the middle region is therefore subject to reduced dynamic loads during operation. It can be seen that the shaft rod 2 allows higher engine speeds and the bridging of larger web widths than conventional shaft rods. It shows that the reduction in stiffness caused by the weight reduction in the central region 18 is far exceeded by the reduction of the dynamic loads.
  • the belt 12 which may need only have a small height or thickness H, if necessary, even over its entire length, as it is present anyway in the middle area 18, for example.
  • the stiffening of the shaft rod 2 in the lower This is especially true for embodiments in which the heddle support rail 6 with the extension 25 is fixed and in particular immovably connected in the longitudinal direction. Tensile and compressive stresses resulting from the bending load of the shaft rod are then absorbed by the heddle support rail.
  • the profile illustrated in FIG. 6 can also be used without the side wall 9 as an open profile.
  • the side wall 8, as illustrated in FIG. 5, can be oriented in alignment with the extension 25 or also approximately centrally with respect to the straps 11, 12. In this case, a modified I-profile is obtained.
  • the straps 11, 12 are formed in the embodiment according to the figures 4 to 6 as elongated wedges. At this time, the thickness H of the straps 11, 12 gradually decreases from the ends toward the center. However, the thickness reduction can, as the embodiment of Figures 7, 8, 9, also take place gradually.
  • the straps 11, 12 are made for example of fiber composite material.
  • the straps 11, 12 may for example consist of individual rods 11a, 11b, 11c and 12a, 12b, 12c of carbon fiber composite material, for example, which have different lengths and are glued together.
  • the outer rods 11a, 12a may be formed continuous, while the shorter rods 11b, 11c, 12b, 12c are arranged flush at the ends of the shaft rod 2 thereafter. This results in steps 26, 27, in which the thickness of the respective belt, starting from the Schaftstabend Geb 19 and 21, to the central region 18th reduced.
  • the steps can be straight or inclined as ramps.
  • the straps 11, 12 which are stepped in this way can be connected to sheets or thin plate-like elements made of fiber composite material which form the side walls 8, 9.
  • a support body 28 which is formed for example as a honeycomb body.
  • honeycombs may be formed from aluminum sheet, resin impregnated paper or other suitable lightweight construction material. They are preferably at least one sidewall, e.g. the side wall 8, but preferably glued to both side walls 8, 9.
  • one or more holders 29 are glued, which carry the heddle support rail 6.
  • the holders 29 are glued to the side walls 8, 9.
  • the trained lightweight fuel rod has in its central region 18 a reduced weight.
  • the adjoining shaft end regions 19, 21 have a particularly high rigidity due to the straps 11, 12, which are made stronger here, so that overall the shaft bending under dynamic load is minimized.
  • FIGS 10 and 11 illustrate a shaft rod 2, which substantially coincides with the shaft rod 2 of Figures 7 to 9.
  • the lower belt 12 is formed with a constant thickness H.
  • the upper strap 11, which is remote from the heddle support rail 6, is stepped, as described above. It consists of elongated cuboidal parts 11a, 11b, 11c, which are glued together and for example consist of a fiber composite material.
  • the side walls 8, 9 are glued. They extend beyond the lower belt 12 down and take between each holder 29, 30 on.
  • These may be made of metal or plastic, preferably fiber-reinforced plastic.
  • This shaft rod 2 is characterized by a high dynamic bending resistance.
  • the existing in its middle section weight reduction with simultaneous rigid design of the more outer regions of the shaft rod allows the achievement of maximum operating speeds or engine speeds.
  • a shaft rod 2 according to the invention has a particularly low mass, in particular in its central region.
  • the shaft rod has an upper belt 11 and a lower belt 12, which have a smaller thickness in the shaft rod center region.
  • the acceleration forces induced load in the middle of the shaft rod is much lower than at conventional constructions. Due to the reduced acceleration forces, the deflection of the shaft rods in the center of the shaft is lower and the shaft thus produced is much better for applications in very fast weaving machines.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Looms (AREA)
  • Knitting Machines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaftstab für einen Webschaft sowie eine mit einem solchen Webschaft ausgerüstete Webmaschine.
  • Zur Fachbildung werden in Webmaschinen Webschäfte eingesetzt, die Weblitzen tragen und mit diesen die Kettfäden aus ihrer mittleren Kettfadenebene heraus bewegen. Die Webschäfte erstrecken sich dabei über die gesamte Breite des zu erstellenden Gewebes mit je einem Schaftstab oberhalb und einem Schaftstab unterhalb der Kettfäden. Die Enden der Schaftstäbe sind sind durch Seitenstützen miteinander verbunden. An den Schaftstäben sitzen Litzentragschienen mit Weblitzen. Die Fachbildung erfolgt durch schnelle Auf- und Abbewegung des Webschafts. Nachdem diese Auf- und Abbewegung von der Drehzahl der Hauptantriebswelle der Webmaschine abgeleitet ist, spricht man im Hinblick auf die zunehmende Schnelligkeit der Hin- und Herbewegung des Webschafts auch von zunehmenden Maschinendrehzahlen. Es wird angestrebt, die Drehzahlen der Webmaschinen zu steigern, was insbesondere bei großer Webbreite zu hohen Belastungen an den Webschäften führt. Dabei sind die Schaftstäbe für die Leistungsfähigkeit des Webschafts entscheidend. Wichtig ist vor allem der Biegewiderstand der Schaftstäbe bei dynamisch wechselnder Belastung. Je steifer die Schaftstäbe ausgelegt werden können desto drehzahlfester ist der gesamte Webschaft.
  • Die Mehrzahl der hergestellten und verkauften Webschäfte unterliegt einem erheblichen Preisdruck. Für die Herstellung der Schaftstäbe hat sich deshalb als Werkstoff Aluminium als sehr vorteilhaft erwiesen. Einerseits lassen sich auf Strangpressanlagen aus Aluminium komplizierte Querschnitte herstellen. Andererseits ist ein so hergestellter Schaft aufgrund des niedrigen spezifischen Gewichts von Aluminium sehr massearm und dabei trotzdem relativ kostengünstig. In Fällen wo die Belastbarkeit des Werkstoffs Aluminium überschritten wurde sind auch andere Werkstoffe mit Erfolg eingesetzt worden.
  • Z.B. offenbart die DE 37 02 524 einen Schaftstab, der eine Schweißkonstruktion aus Stahlblech ist. Diese bildet ein Rechteckhohlprofil mit einem oberen Gurt und einem unteren Gurt und zwei dünnen Blechen, die die Seitenwände bilden und den oberen und den unteren Gurt miteinander verbinden. Die Wechselbiegefestigkeit eines solchen Schaftstabs wird aufgrund des verwendeten Materials als höher angesehen als die eines Aluminiumschaftstabs.
  • Die US 5 345 974 offenbart einen Schaftstab aus einem Faserverbundmaterial, wobei der Schaft ähnlich steif wie ein aus Metallelementen bestehender Schaft dabei aber leichter ist.
  • Während die vorgenannten Schriften davon ausgehen, dass der Schaftstab über seine gesamte Länge hinweg einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist, offenbart die DE 199 17 791 C1 einen Schaftstab mit entlang seiner Längserstreckung veränderlichen Profil. Der Schaftstab ist als Hohlprofil ausgebildet, wobei er etwa in seiner Mitte seine größte Höhe aufweist. Zu den Enden hin nimmt die Profilhöhe ab. Diese Konfiguration wird erreicht, indem von einem Metallhohlprofil ausgegangen wird, von dem an beiden Enden Höhe abgefräst wird. Durch den entstehenden Anschnitt, der in dem Metallprofil vorhandenen Kammern, entstehen Öffnungen, die durch eine Leiste verschlossen werden.
  • Hinsichtlich statischer Belastungen mag dieses Profil optimiert sein. Es zeigt sich jedoch, dass unter dynamischer Belastung trotz größerer Steifigkeit des Profils in der Mitte eine erhebliche Durchbiegung des Schaftstabs zu verzeichnen ist.
  • Dies gilt auch für den aus der US-A-6 076 250 bekannten Schaftstab, der aus einem Aluminium-Hohlprofil besteht. An seiner oberen Schmalseite ist ein Steg mit einer Dicke vorgesehen, die die Wandstärke des übrigen Schaftstabs überschreitet. An den Enden ist die Höhe des Schaftstabs reduziert, wodurch der obere Steg in einem Abstand zu dem Schaftstabende keilförmig ausläuft. Der Steg weist somit eine wechselnde Dicke auf, die an den Enden des Stegs am geringsten ist.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schaftstab zu schaffen, der unter dynamischer Belastung eine geringe Durchbiegungsneigung zeigt.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Schaftstab nach Anspruch 1 gelöst:
  • Der erfindungsgemäße Schaftstab weist beispielsweise einen Kastenprofilquerschnitt, einen I-Querschnitt oder einen C-Querschnitt auf, wobei das Querschnittsprofil in einem mittleren Abschnitt eine reduzierte Masse aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der vorhandene obere und/oder der vorhandene untere Gurt zur Mitte hin abgemagert wird, d.h. dass er an seinen Enden eine größere Dicke aufweist als in der Nähe seiner Mitte. Dadurch wird die Masse des Schaftstabs an seinen Enden konzentriert. Die Masse des mittleren Bereichs wird hingegen reduziert, so dass Trägheitskräfte, die beim Beschleunigen und Abbremsen des Schaftstabs zu überwinden sind, vermindert werden. Gleichzeitig bleibt die Steifigkeit im Wesentlichen erhalten, so dass die dynamische Durchbiegung des Schaftstabs reduziert wird. Dies gestattet die Erzielung höherer Maschinendrehzahlen und/oder größerer Webbreiten. Diese Maßnahme gilt vor allem für Webschäfte ohne Mittelstützen. Sind Mittelstützen vorhanden, kann es zweckmäßig sein, die Bereiche mit den geringsten Wandstärken ungefähr mittig zwischen verschiedenen Mittelstützen bzw. mittig zwischen Mittelstütze und Seitenstütze vorzusehen.
  • Die Reduktion der Querschnittsfläche des oberen Gurts und/oder des unteren Gurts von dem Schaftstabende zu der Schaftstabmitte hin ist in erster Linie eine Reduktion der an dem Schaftstab vertikal zu messenden Dicke des betreffenden Gurts. Die Variation der Dicke kann allmählich oder in Stufen erfolgen. Dabei ist es sowohl möglich, die Gurte einstückig als auch mehrteilig aufzubauen. Vorzugsweise bleibt dabei die äußere Höhe des Schaftstabs konstant. Z.B. weisen der obere und der untere Gurt jeweils eine schmale streifenförmige obere bzw. untere Außenseite auf, die parallel zueinander orientiert sind. Der obere und der untere Gurt sind durch wenigstens eine oder auch zwei Seitenwände miteinander verbunden, so dass entweder ein offenes Profil oder ein geschlossenes Profil (Kastenprofil) erzeugt wird. Die wenigstens eine Seitenwand ist vorzugsweise relativ dünn. Zur zusätzlichen Versteifung können zwischen dem oberen Gurt und dem unteren Gurt zusätzlich zu den Seitenwänden Verbindungselemente vorgesehen sein, die sich von einem Gurt zu dem anderen erstrecken. Die Verbindungselemente sind vorzugsweise relativ massearme steife Elemente, die insbesondere drucksteif sind. Sie sorgen für eine genügende Formstabilität. Weiter ist es möglich, zwischen dem oberen Gurt und dem unteren Gurt einen Stützkörper anzubringen, der insbesondere mit der wenigstens einen Seitenwand verbunden ist. Der Stützkörper kann als massearmer Schaumkörper, Wabenkörper oder dergleichen ausgebildet sein. Er gestattet die Ausbildung besonders dünner Seitenwände, die dann immer noch ausreichend steif sind und auch unter dynamischer Belastung keine Neigung zum Ausbeulen zeigen.
  • Die Seitenwände sind wenigstens abschnittsweise so dick bemessen, dass an beliebigen Stellen Führungselemente angebracht werden können, was beispielsweise erforderlich ist, wenn der Schaftstab in der Webmaschine durch die Kettfäden mit einer quer zu dem Schaftstab wirkenden Zugkraft belastet wird.
  • Die Teile des Schaftstabs können aus Metall, z.B. Aluminium oder Edelstahl oder auch Faserverbundwerkstoffen bestehen. Eine bevorzugte Ausführungsform des Schaftstabs weist zwei dünne leichte Seitenwände aus Faserverbundmaterial, Aluminiumblech oder sehr dünnem Stahlblech auf. Zusammen mit den im Querschnitt variierenden Gurten bilden sie einen rechteckigen Hohlkörper. Zur Sicherung der Seitenwände gegen die Ausbildung von Beulen unter Last werden die Seitenwände zumindest auf einem Teil der Länge mit einem Stützkörper verbunden. Dieser Stützkörper besteht beispielsweise aus Waben aus Aluminium oder phenolharzverstärktem Faserpapier. Es kann auch ein Kern aus Hartschaum Anwendung finden. Der Stützkörper füllt den gesamten Hohlraum aus - zumindest soweit der Platz nicht benötigt wird, um beispielsweise an den Enden des Schaftstabs die Eckverbindung für die Befestigung der Seitenstützen unterzubringen. Es kann auch notwendig sein, Platz für die Befestigung von Antriebsteilen freizulassen. Der genannte Stützkörper kann zusammen mit den Seitenwänden die Funktion des oben erwähnten Verbindungselements übernehmen.
  • In vielen Fällen genügt es, wenn nur der von der Litzentragschiene abliegende Gurt des Schaftstabs einen sich entlang ihrer Längsrichtung ändernden Querschnitt aufweist. Hingegen kann der der Litzentragschiene benachbarte Gurt einen einheitlichen Querschnitt aufweisen. Ein solcher Schaftstab erreicht aufgrund der Steifigkeit der Litzentragschiene ebenfalls die erforderliche Steifigkeit. Auch hier ist jedoch die Masse eines mittleren Abschnitts des Schaftstabs im Vergleich zu entsprechend großen Abschnitten des Schaftstabs reduziert, die sich an die Schaftstabenden anschließen.
  • Die Massereduktion des Schaftstabs insbesondere im mittleren Bereich bei gleichzeitiger Beibehaltung der Außenkontur über die gesamte Schaftstablänge ermöglicht die Gestaltung von Schaftstäben, deren dynamische Belastbarkeit im Vergleich zu bekannten Schaftstäben erhöht ist.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Ansprüchen, der Zeichnung oder der Beschreibung.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Webschaft in einer schematisierten Vorderansicht,
    Figur 2
    einen Schaftstab in herkömmlicher Bauform in einer ausschnittsweisen, perspektivischen Ansicht,
    Figur 3
    eine abgewandelte Ausführungsform eines herkömmlichen Schaftstabs in einer perspektivischen, ausschnittsweisen Darstellung,
    Figur 4
    einen erfindungsgemäßen Schaftstab in ausschnittsweiser, längs geschnittener Darstellung,
    Figur 5
    den Schaftstab nach Figur 4 in quer geschnittener Darstellung,
    Figur 6
    ein Element des Schaftstabs nach Figur 5 in perspektivischer Darstellung,
    Figur 7
    eine abgewandelte Ausführungsform eines Schaftstabs mit gestuftem Innenprofil in schematisierter Ausführungsform,
    Figur 8
    den Schaftstab nach Figur 7, geschnitten entlang der Linie VIII-VIII,
    Figur 9
    den Schaftstab nach Figur 7, geschnitten entlang der Linie IX-IX,
    Figur 10
    eine abgewandelte Ausführungsform des Schaftstabs mit nur an dem von der Litzentragschiene abliegenden Gurt gestuftem Innenprofil in längs geschnittener Darstellung und
    Figur 11
    den Schaftstab nach Figur 10 in teilweise aufgeschnittener, ausschnittsweiser Perspektivdarstellung.
  • In Figur 1 ist ein Webschaft 1 veranschaulicht, der einen oberen Schaftstab 2, einen unteren Schaftstab 3 sowie zwei Seitenstützen 4, 5 aufweist. An den Schaftstäben 2, 3 sind Litzentragschienen 6, 7 gehalten, die, wie beispielsweise aus Figur 2 hervorgeht, durch ein flaches Stahlprofil gebildet sein können.
  • Üblicherweise besteht der Schaftstab 2, wie aus Figur 2 hervorgeht, aus einem Aluminiumstrangpressprofil, das als Kastenhohlprofil ausgebildet ist. Es weist zwei Seitenwände 8, 9 auf, die Flachseiten bilden. Oben und unten sind jeweils Gurte 11, 12 vorgesehen, die mit den Seitenwänden 8, 9 einstückig verbunden sind und einen Innenraum 13 umschließen. Der Querschnitt dieses Schaftstabs 2 ist über die Länge desselben unverändert.
  • Figur 3 veranschaulicht eine abgewandelte Variante eines solchen herkömmlichen Schaftstabs, der als Zweikammerprofil mit einem längs verlaufenden Zwischengurt 10 ausgebildet ist. Er weist zwei Innenräume 13, 14 auf. Ein Teil des Schaftstabs kann insbesondere im Bereich seiner oberen Ecken abgefräst sein, um den Anschluss der Seitenstützen 4, 5 zu erleichtern.
  • Von solchen an sich bekannten Schaftstäben der Figuren 2 und 3 unterscheidet sich der erfindungsgemäße Schaftstab durch die Ausgestaltung der Gurte 11, 12 sowie eventueller Zwischengurte 10. Wie Figur 4 veranschaulicht, weisen die Gurte 11, 12 eine Höhe, d.h. vertikal zu messende Dicke H auf, die entlang der Längsrichtung 15 variiert. Der obere Gurt 11 weist eine vorzugsweise ebene Außenseite 16 auf, die in Längsrichtung 15 gerade verläuft. Gegenüberliegend weist der Gurt 11 eine Innenseite 17 auf, die beispielsweise gewölbt ausgebildet ist. Die Dicke H wird zwischen der Innenseite 17 und der Außenseite 16 gemessen. Die Wölbung der Innenseite 17 ist so festgelegt, dass die Dicke H in einem mittleren Bereich 18 des Gurts 11 wesentlich geringer ist als in Schaftstabendbereichen 19, 21.
  • Entsprechend kann der untere Gurt 12 ebenfalls eine entlang der Längsrichtung 15 veränderliche Dicke H aufweisen. Wiederum ist seine Innenseite 22 nicht parallel zu seiner der benachbarten Litzentragschiene 2 zugewandten Außenseite 23. In den Schaftstabendbereichen 19, 21 sind die Gurte 11, 12 somit dicker als in dem mittleren Bereich 18.
  • Zwischen den Gurten 11, 12 kann ein Stützelement 24 angeordnet sein, das vorzugsweise mittig zwischen den Schaftendbereichen 19, 21 angeordnet ist. Dieses Stützelement 24 kann beispielsweise durch einen aus kohlefaserverstärktem Verbundmaterial bestehenden Steg, durch einen Aluminiumsteg, eine Stahlstütze oder ähnliches gebildet sein. Es kann mit den Gurten 11, 12 einstückig ausgebildet, oder mit ihnen verklebt oder verschweißt sein.
  • Der Schaftstab 2 nach Figur 4 ist in Figur 5 im Querschnitt dargestellt. Er weist beispielsweise einen Aluminiumgrundkörper auf, der die Seitenwand 8, die Gurte 11, 12 und einen Fortsatz 25 der Wand 8 umfasst, der sich über den unteren Gurt 12 hinaus nach unten erstreckt, um einen Halter für die Litzentragschiene 6 zu bilden. Figur 6 veranschaulicht diesen Grundkörper als Schaftstab 2 nebst Litzentragschiene 6 perspektivisch. Der Grundkörper kann beispielsweise als Abschnitt eines Aluminiumstrangpressprofils erzeugt werden, der zunächst von einem Endlosprofil abgelängt wird. In einem weiteren Schritt kann das gewünschte Profil der Gurte 11, 12 z.B. dadurch hergestellt werden, dass die Innenseiten 17, 22 gefräst werden. Ist der Schaftstab 2 soweit vorbereitet kann, wie aus Figur 5 ersichtlich, die Seitenwand 9 angefügt werden, die beispielsweise in Form eines dünnen Blechs bereit gestellt wird. Sie kann durch Kleben oder Schweißen an den Gurten 11, 12 befestigt werden.
  • Der so geschaffene Schaftstab weist in seinem mittleren Bereich 18 (Figur 4) ein niedrigeres Gewicht pro Längeneinheit auf als in seinen Endbereichen 19, 21. Der mittlere Bereich unterliegt deshalb in Betrieb verminderten dynamischen Belastungen. Es zeigt sich, dass der Schaftstab 2 höhere Maschinendrehzahlen und die Überbrückung größerer Webbreiten gestattet als herkömmliche Schaftstäbe. Dabei zeigt sich, dass die durch die Gewichtsabmagerung im mittleren Bereich 18 verursachte Steifigkeitsminderung durch die Verringerung der dynamischen Lasten weitaus übertroffen wird. Eine Abmagerung der Gurte 11, 12 auf ganzer Länge auf die im mittleren Bereich 18 zu messende Dicke verbietet sich jedoch insbesondere hinsichtlich des oberen Gurts 11 wegen der damit einhergehenden Schwächung des Schaftstabs 2, die sich dann wieder durch erhöhte Verformungsneigung negativ bemerkbar macht.
  • Eine Ausnahme bildet der Gurt 12, der bedarfsweise auch auf ganzer Länge lediglich eine geringe Höhe bzw. Dicke H aufweisen kann, wie sie beispielsweise im mittleren Bereich 18 ohnehin vorhanden ist. Die Aussteifung des Schaftstabs 2 im unteren Bereich übernimmt dann die Litzentragschiene 6. Dies gilt insbesondere für Ausführungsformen, bei denen die Litzentragschiene 6 mit dem Fortsatz 25 fest und insbesondere in Längsrichtung unverschiebbar verbunden ist. Zug- und Druckspannungen, die sich aus der Biegebelastung des Schaftstabs ergeben, werden dann von der Litzentragschiene aufgenommen.
  • Das in Figur 6 veranschaulichte Profil kann bedarfsweise auch ohne die Seitenwand 9 als offenes Profil Verwendung finden. Die Seitenwand 8 kann, wie Figur 5 veranschaulicht, fluchtend mit dem Fortsatz 25 oder auch etwa mittig bezüglich der Gurte 11, 12 orientiert sein. In diesem Fall wird ein modifiziertes I-Profil erhalten.
  • Die Gurte 11, 12 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4 bis 6 etwa als lang gestreckte Keile ausgebildet. Dabei vermindert sich die Dicke H der Gurte 11, 12 allmählich von den Enden zu der Mitte hin. Die Dickenreduktion kann jedoch, wie das Ausführungsbeispiel nach den Figuren 7, 8, 9 zeigt, auch stufenweise erfolgen. Die Gurte 11, 12 sind dabei beispielsweise aus Faserverbundmaterial hergestellt. Die Gurte 11, 12 können beispielsweise aus einzelnen Stäben 11a, 11b, 11c bzw. 12a, 12b, 12c z.B. aus Kohlefaserverbundmaterial bestehen, die unterschiedliche Längen aufweisen und miteinander verklebt werden. Beispielsweise können die außen liegenden Stäbe 11a, 12a durchgehend ausgebildet sein, während die kürzeren Stäbe 11b, 11c, 12b, 12c an den Enden des Schaftstabs 2 bündig anschließend angeordnet sind. Es entstehen so Stufen 26, 27, bei denen sich die Dicke des betreffenden Gurts, ausgehend von dem Schaftstabendbereich 19 bzw. 21, zu dem mittleren Bereich 18 hin reduziert. Die Stufen können gerade oder schräg als Rampen ausgebildet sein.
  • Die derart abgestuft ausgebildeten Gurte 11, 12 können, wie aus den Figuren 8 und 9 hervorgeht, mit Blechen oder dünnen plattenartigen Elementen aus Faserverbundmaterial verbunden sein, die die Seitenwände 8, 9 bilden. Zur Aussteifung kann zwischen den Seitenwänden 8, 9 ein Stützkörper 28 vorgesehen sein, der beispielsweise als Wabenkörper ausgebildet ist. Diese Waben können aus Aluminiumblech, harzdurchtränktem Papier oder einem anderen geeigneten Leichtbaumaterial gebildet sein. Sie sind vorzugsweise zumindest mit einer Seitenwand, z.B. der Seitenwand 8, vorzugsweise aber mit beiden Seitenwänden 8, 9 verklebt.
  • In den unteren Gurt 12 sind außerdem ein oder mehrere Halter 29 eingeklebt, die die Litzentragschiene 6 tragen. Vorzugsweise sind die Halter 29 mit den Seitenwänden 8, 9 verklebt.
  • Der so ausgebildete Leichtbauschaftstab weist in seinem mittleren Bereich 18 ein vermindertes Gewicht auf. Die sich anschließenden Schaftendbereiche 19, 21 weisen jedoch aufgrund der hier stärker ausgebildeten Gurte 11, 12 eine besonders hohe Steifigkeit auf, so dass insgesamt die Schaftverbiegung unter dynamischer Belastung minimiert ist.
  • Die Figuren 10 und 11 veranschaulichen einen Schaftstab 2, der im Wesentlichen mit dem Schaftstab 2 nach den Figuren 7 bis 9 übereinstimmt. Unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen wird somit auf die vorstehende Beschreibung verwiesen. Im Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Schaftstab 2 ist der untere Gurt 12 mit gleich bleibender Dicke H ausgebildet. Der obere von der Litzentragschiene 6 abliegende Gurt 11 ist jedoch, wie vorstehend beschrieben, gestuft ausgebildet. Er besteht aus länglichen quaderförmigen Teilen 11a, 11b, 11c, die miteinander verklebt sind und beispielsweise aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen. Auf den Stützkörper 28 und die Gurte 11, 12 sind die Seitenwände 8, 9 aufgeklebt. Sie erstrecken sich über den unteren Gurt 12 hinaus nach unten und nehmen zwischen einander einzelne Halter 29, 30 auf. Diese können aus Metall oder Kunststoff, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff, bestehen. Sie weisen einen schlanken Hals auf, an den sich ein Halteabschnitt anschließt, an dem die Litzentragschiene 6 anliegt. Sie ist hier mit den Haltern 29, 30 beispielsweise mittels Schrauben 31, 32 verschraubt. Bedarfsweise können Niete oder andere Verbindungsmittel eingesetzt werden.
  • Auch dieser Schaftstab 2 zeichnet sich durch eine hohe dynamische Wechselbiegefestigkeit aus. Die in seinem mittleren Abschnitt vorhandene Gewichtsreduktion bei gleichzeitiger steifer Auslegung der weiter außen stehenden Bereiche des Schaftstabs ermöglicht die Erzielung höchster Arbeitsgeschwindigkeiten bzw. Maschinendrehzahlen.
  • Ein erfindungsgemäßer Schaftstab 2 weist insbesondere in seinem mittleren Bereich eine besonders geringe Masse auf. Der Schaftstab weist einen oberen Gurt 11 und einen unteren Gurt 12 auf, die im Schaftstabmittenbereich eine geringere Dicke haben. Dadurch wird die durch Beschleunigungskräfte induzierte Belastung in der Mitte des Schaftstabs wesentlich geringer als bei herkömmlichen Konstruktionen. Durch die verminderten Beschleunigungskräfte wird die Durchbiegung der Schaftstäbe in der Schaftmitte geringer und der damit hergestellte Schaft eignet sich wesentlich besser für Anwendungen in sehr schnell arbeitenden Webmaschinen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Webschaft
    2, 3
    Schaftstab
    4, 5
    Seitenstützen
    6, 7
    Litzentragschienen
    8, 9
    Seitenwände
    10
    Zwischengurt
    11, 12
    Gurte
    11a, 11b, 11c,
    Stäbe
    12a, 12b, 12c
    Stäbe
    13, 14
    Innenraum
    15
    Längsrichtung
    16
    Außenseite
    17
    Innenseite
    18
    Mittlerer Bereich
    19, 21
    Schaftstabendbereiche
    22
    Innenseite
    23
    Außenseite
    24
    Stützelement
    25
    Fortsatz
    26, 27
    Stufen
    28
    Stützkörper
    29, 30
    Halter
    31, 32
    Schrauben
    H
    Dicke

Claims (22)

  1. Schaftstab für einen Webschaft (1) :
    mit einer Litzentragschiene (6), die zur Aufnahme von Litzenendösen eingerichtet ist, und
    mit einem Tragkörper, der zwei Schmalseiten, die durch einen oberen Gurt (11) und einen unteren Gurt (12) gebildet sind, und wenigstens eine Breitseite aufweist, die durch eine Seitenwand (8) gebildet ist, wobei wenigstens einer der Gurte (11, 12) entlang seiner Längserstreckung (15) eine wechselnde Dicke (H) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der eine wechselnde Dicke (H) aufweisende Gurt (11) in den Schaftstabendbereichen (19, 21) eine Dicke (H) aufweist, die größer ist als in einem dazwischenliegenden Bereich (18).
  2. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der eine wechselnde Dicke (H) aufweisende Gurt (11) von einem Schaftstabendbereich (19) zu einem anderen Schaftstabendbereich (21) erstreckt.
  3. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der der Litzentragschiene (6) benachbarte Gurt (12) einen konstanten Querschnitt aufweist.
  4. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gurte (11, 12) in den Schaftstabendbereichen (19, 21) eine Dicke (H) aufweisen, die größer ist als in einem dazwischen liegenden Bereich (18).
  5. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (11, 12) Stufen (26, 27) aufweist, an denen die Dicke des Gurts (11, 12) wechselt.
  6. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (11, 12) keilförmig ausgebildete Abschnitte aufweist.
  7. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurt (11, 12) an seiner Innenseite (17, 22) bogenförmig gekrümmt ist.
  8. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gurte (11, 12) eine in Längsrichtung gerade Außenseite (16, 23) aufweisen.
  9. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Seitenwand (8) und die Gurte (11, 12) aus dem gleichen Material ausgebildet sind.
  10. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Seitenwand (8) und die Gurte (11, 12) einstückig miteinander verbunden sind.
  11. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Seitenwand (8) aus einem Faserverbundwerkstoff besteht.
  12. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Seitenwand (8) aus einem Metall besteht.
  13. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und der untere Gurt (11, 12) aus einem Faserverbundwerkstoff bestehen.
  14. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und der untere Gurt (11, 12) aus Metall bestehen.
  15. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Seitenwand (9) vorgesehen ist, die mit der anderen Seitenwand (8), dem oberen Gurt (11) und dem unteren Gurt (12) ein Kastenprofil bildet.
  16. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Gurt (11) und dem unteren Gurt (12) ein Stützkörper (28) angeordnet ist.
  17. Schaftstab nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (28) ein Wabenkörper ist.
  18. Schaftstab nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützkörper (28) ein Schaumkörper ist.
  19. Schaftstab nach Anspruch 12, 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die aus Metall bestehenden Teile durch Schweißen und die übrigen Teile durch Kleben miteinander verbunden sind.
  20. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Gurt (11) und dem unteren Gurt (12) ein Verbindungselement (24) angeordnet ist.
  21. Schaftstab nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (24) in einem von den Schaftstabendbereichen (19, 21) beabstandeten Abschnitt angeordnet ist.
  22. Webmaschine mit wenigstens einem Webschaft, der wenigstens einen Schaftstab (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
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