EP0504101A1 - Schaftstab und Schaftrahmen für eine Webmaschine - Google Patents

Schaftstab und Schaftrahmen für eine Webmaschine Download PDF

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EP0504101A1
EP0504101A1 EP92810140A EP92810140A EP0504101A1 EP 0504101 A1 EP0504101 A1 EP 0504101A1 EP 92810140 A EP92810140 A EP 92810140A EP 92810140 A EP92810140 A EP 92810140A EP 0504101 A1 EP0504101 A1 EP 0504101A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft rod
rod according
cover layer
shaft
profile
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP92810140A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hansjörg Gysin
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.)
Sulzer AG
Original Assignee
Sulzer AG
Gebrueder Sulzer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sulzer AG, Gebrueder Sulzer AG filed Critical Sulzer AG
Publication of EP0504101A1 publication Critical patent/EP0504101A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
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    • D03C9/06—Heald frames
    • D03C9/0608—Construction of frame parts
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    • D03C9/0625—Composition or used material
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
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    • D03C9/0608—Construction of frame parts
    • D03C9/0616—Horizontal upper or lower rods
    • D03C9/0633—Heald bars or their connection to other frame parts
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C9/00—Healds; Heald frames
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/902—High modulus filament or fiber

Definitions

  • the invention relates to a shaft rod of a shaft frame for a weaving machine, which contains fiber composite materials and has a flat profile, as well as a shaft frame with such shaft rods and a method for producing such shaft rods.
  • the shaft frame and shaft rods of modern weaving machines have to meet high mechanical loads. Up to now, they have therefore mostly been made of metal, for large weaving widths more of steel, for high-speed machines increasingly of aluminum. They are made up of many parts and are therefore relatively expensive to manufacture. In addition, they still have relatively large inert masses, which increasingly poses problems with high and increasing machine speeds. Shaft frames which contain thermoset composite parts have also become known. However, these are still too complex and expensive to manufacture, are still complicated to set up and, moreover, there are problems in continuous operation.
  • the shaft rods should be simple in construction, inexpensive and quick to manufacture, consist of a few parts, have reduced masses and / or higher stiffnesses, and at the same time achieve long operating times.
  • the particular advantages of the inventive solution are that with a new structure, combined with new composite materials and their arrangement, improvements in the mechanical properties as well as significant simplifications and cost reductions are achieved.
  • high strength and rigidity with low weight is achieved in the simplest possible way by combining the sandwich structure with both-sided load-bearing and very stiff reinforcements at the flat ends of the profile bar, i.e. through the outside longitudinal reinforcement and the inside support rail, which carries both the strands and is also mechanically firmly integrated into the shaft rod.
  • the sandwich with a light core and firm cover layers serves as a light and stable spacer between these end longitudinal reinforcements.
  • the outer longitudinal reinforcement and the inner mounting rail are each mechanically firmly connected to the cover layer.
  • the thermoplastic matrix also results in increased fatigue strength and impact resistance of the shaft rods or the shaft frame.
  • the sandwich structure further increases bending rigidity, one high vibration damping and ultimately a significant reduction in noise.
  • a particularly favorable simple power transmission can be achieved by a flat connection of the mounting rail and cover layer, the height of the connecting surface can advantageously be at least as large as the thickness of the mounting rail.
  • Suitable inexpensive versions of the mounting rail can consist of a steel profile or a sheet steel profile.
  • the longitudinal reinforcement can also consist of steel, aluminum or sheet steel profiles. Particularly light and stiff designs can be achieved with UD reinforcement fibers.
  • Light and inexpensive cover layers can contain at least 50% glass fibers and ⁇ 45 ° glass fiber laminate.
  • Suitable matrix materials of sandwich core and top layer can consist of PPS, PEI, PA, PES, PSU, PUR or PE.
  • the matrices of sandwich core and cover layer can be amorphously connected or glued together.
  • Suitable light and durable sandwich cores can consist of foam, a knitted fabric or a 3-dimensional network. Particularly good stiffness is achieved through flat transition areas of the cover layer to the longitudinal reinforcement and mounting rail. Their angle of inclination is advantageously at most 40 °. Good force transmission in connection parts can be achieved by compressing the sandwich core into compact material or by injecting polymer in places in the sandwich core.
  • Particularly simple and stable heald frame can be formed by identical, symmetrically arranged upper and lower shaft rods.
  • the shaft rod 11 according to the invention has a simple, integrated structure with two longitudinal reinforcements located at the ends of its flat profile: with an outer longitudinal reinforcement 17 and an inner support rail 18, which also carries the strands 8 and thus the strand tensile forces K8 records (see also Fig. 9).
  • the sandwich part consists of a light sandwich core 15 and light thin, mechanically strong cover layers 16 and 16a, 16b made of thermoplastic composite material with technical continuous fibers, which serves as a spacer element and thereby transmits or absorbs the forces Ka, Kb between the carriers 17 and 18.
  • a relatively large width B of the sandwich which can largely fill the shaft division C, ie the space available for a shaft frame, a high bending stiffness is also achieved with regard to twisting moments of other acting forces. This also suppresses or prevents vibrations. This also results in a significant reduction in noise.
  • This new design makes it possible to place the direction of force K8 of the strands in the central plane 24 of the rod profile and thus to reduce torsional forces.
  • the mechanically firm connection of the longitudinal beams 17 and 18 to the cover layer 16 of the sandwich is very important. For example, very light and rigid top layers can have a layer thickness of only 0.3 to 0.6 mm.
  • the longitudinal reinforcement is designed as a UD profile 31.
  • This profile with high specific strength and rigidity consists of unidirectional carbon or glass fibers in a thermoplastic matrix.
  • a particularly good connection via the connecting surface 10 between the longitudinal reinforcement 17 and the cover layer 16 is achieved if both have the same matrix material and this is thermoplastic welded to one another at the connecting surface 10.
  • Such connections are also quick and easy to implement.
  • a steel profile 44 is mechanically fixed to the cover layer 16 as a support rail 18 for the strands 8.
  • This mechanically strong connection can also be done by Screw or rivets are made.
  • flat connections by means of gluing, welding or amorphous joining, quasi thermoplastic soldering are particularly advantageous.
  • the steel profile 44 is designed here in such a way that a relatively large connecting surface 19 is created.
  • the height H is advantageously greater than the thickness D of the support rail 18. So that the strands 8 can simply be hung into the support rail 18 and that the strand forces K8 come to lie in the central plane 24 of the shaft rod, here is a cover layer 16b in a transition area 12 between the middle of the rod and the inside is bent flat.
  • the cover layer is bent flat on both sides (16a and 16b) in a transition area 12 as well. These transition areas have relatively small angles W, preferably at most 40 °.
  • the sandwich core is e.g. from light, firm foams, from knitted fabrics or 3-dimensional networks with gaps.
  • the core 15 is also mechanically intimately connected to the cover layer.
  • Sandwich structures whose cover layer 16 and core 15 have the same matrix material and which are welded to one another are also advantageous here.
  • Additional cores can be made of PES, PUR or PE foam and additional cover layers e.g. also have a PE matrix or carbon fiber reinforcements.
  • FIGS. 9 and 10 show a sandwich shaft rod with a two-part longitudinal reinforcement 17 in the form of unidirectional profiles 32 and an easily formable and inexpensive sheet steel profile 46 as a heddle support rail 18.
  • Another advantage of the sandwich rods according to the invention is the possibility of connecting parts for connection elements such as guide elements in a simple manner 4 and actuating elements 3, which result in a favorable introduction of force onto the sandwich or its cover layer 16.
  • a polymer material can simply be injected into the core, thereby forming a connection part 14 for an actuating element 3 (see also FIGS. 9 and 10).
  • a further connection or reinforcement area 13 is formed on the inside of the profile in the vicinity of the support rail 18 by thermoplastic compression of the foam core 15.
  • connection area 5 is formed by thermoplastic forming and compacting in the central area 25 of the rod profile, which takes up the connection with the side supports 2 of a shaft frame, as is further explained in FIGS. 9 and 11.
  • the longitudinal reinforcement 17 is glued here as a steel profile 34 between the cover layers 16a, 16b and is formed in such a way that no curved transition region is necessary on the outside of the profile.
  • a flatly curved transition region 12 of the one cover layer 16b to the mounting rail 18 is required only on the inside.
  • the mounting rail 18 is designed as a further example of a sheet steel profile 47.
  • a heald frame guide element 4 is glued to the cover layer 16 on the outside of the rod, the steel profile 34 also acting here as a reinforcing base.
  • FIGS. 4 to 7 show further suitable designs of the longitudinal reinforcement 17.
  • FIG. 4 shows a UD profile 33 which is welded to the cover layer 16 on both sides and where the sandwich core 15 in between is compactly compacted (13).
  • the tapering shape 49 of the UD profile 33 results in a particularly favorable continuous course of the power transmission to the sandwich structure.
  • FIGS. 5 to 7 show further examples of inexpensive sheet steel profiles 36 to 38, with flat cover layers for profile 36 and with welded cover layers 16 for very simple profile 37 and for 2-part profile 38.
  • FIG. 9 shows a heald frame 1 with an upper and lower shaft rod 11 according to the invention.
  • Frame frames with identical shaft rods, which are arranged symmetrically to the shaft center 7, are particularly easy to manufacture.
  • the shaft frame also has side supports 2 with guide profiles 6, actuating elements 3 and upper and lower guide elements 4.
  • FIG. 10 shows the extension of a connection area 14, which consists of compact polymer material injected into the foam core 15.
  • the actuating element 3 is detachable, for example by screwing, or also by gluing (see FIG. 2).
  • FIG. 11 shows a connection between shaft rods 11 and side supports 2.
  • a connection area 5 (FIG. 3) in the central region of the profile rod 11 is formed by a thermoplastic indentation of the cover layer 16 and compacting (13) of the sandwich core 15, which may also be additional can be filled with polymer material to form a compact layer 14.
  • the side supports 2 can also consist of thermoplastic composite material with high-strength technical fibers. Then the one side support can also be firmly welded to the shaft rods, while the second side support is detachably connected for the purpose of pulling in the strands.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Der Schaftstab eines Schaftrahmens für eine Webmaschine mit flachem Profil ist als Sandwich aufgebaut mit einem leichten Sandwichkern (15) und damit verbundenen Deckschichten (16) aus thermoplastischem Verbundwerkstoff mit technischen Endlosfasern. An der Aussenseite des Profils ist eine steife Längsverstärkung (17) und an der Innenseite eine Tragschiene (18) angeordnet, welche beide mit der Deckschicht (16) mechanisch fest verbunden sind. Dies ergibt einfach aufgebaute, leichte und steife Schaftstäbe und Schaftrahmen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaftstab eines Schaftrahmens für eine Webmaschine, welcher Faserverbundwerkstoffe enthält und ein flaches Profil aufweist, sowie einen Schaftrahmen mit derartigen Schaftstäben und ein Verfahren zur Herstellung solcher Schaftstäbe. Schaftrahmen und Schaftstäbe moderner Webmaschinen müssen hohen mechanischen Beanspruchungen genügen. Sie sind daher bisher meist aus Metall aufgebaut, bei grossen Webbreiten eher aus Stahl, für schnellaufende Maschinen zunehmend aus Aluminium. Dabei sind sie aus vielen Teilen aufwendig zusammengesetzt und damit relativ teuer in der Herstellung. Zudem weisen sie immer noch relativ grosse träge Massen auf, was bei hohen und weiter steigenden Maschinendrehzahlen zunehmend Probleme aufwirft. Es sind auch schon Schaftrahmen, welche Duroplast-Verbundwerkstoffteile enthalten, bekannt geworden. Diese sind aber noch zu aufwendig und teuer in der Herstellung, immer noch kompliziert im Aufbau und überdies bestehen Probleme im Dauerbetrieb.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu überwinden, bessere Schaftstäbe und damit aufgebaute Schaftrahmen zu schaffen wie auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Schaftstäbe anzugeben. Dabei sollen die Schaftstäbe einfach aufgebaut, kostengünstig und rasch herstellbar sein, aus wenigen Teilen bestehen, reduzierte Massen und/oder höhere Steifigkeiten aufweisen und dabei hohe Betriebsdauern erreichen.
  • Diese Aufgaben werden durch erfindungsgemässe Schaftstäbe nach Anspruch 1 sowie durch Schaftrahmen nach Anspruch 22 und durch ein Verfahren zur Herstellung der Schaftstäbe nach Anspruch 25 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen dabei vorteilhafte Ausführungen und Weiterentwicklungen der Erfindung.
  • Die besonderen Vorteile der erfinderischen Lösung liegen darin, dass mit einer neuen Struktur, kombiniert mit neuen Verbundwerkstoffen und deren Anordnung, sowohl Verbesserungen der mechanischen Eigenschaften als auch wesentliche Vereinfachungen und Kostenreduktionen erreicht werden. Im Prinzip wird auf möglichst einfache Art eine hohe Festigkeit und Steifigkeit bei geringem Gewicht erreicht durch Kombination der Sandwichstruktur mit beidseitigen tragenden und sehr steifen Verstärkungen an den flachen Enden des Profilstabs, d.h. durch die aussenseitige Längsverstärkung und die innenseitige Tragschiene, welche sowohl die Litzen trägt als auch gleichzeitig mechanisch fest in den Schaftstab integriert ist. Das Sandwich mit leichtem Kern und festen Deckschichten dient als leichte und stabile Abstandshalterung zwischen diesen endseitigen Längsverstärkungen. Dazu sind äussere Längsverstärkung und innere Tragschiene je mechanisch fest mit der Deckschicht verbunden. Die thermoplastische Matrix ergibt im Verbund überdies eine erhöhte Dauerfestigkeit und Schlagzähigkeit der Schaftstäbe bzw. des Schaftrahmens. Durch den Sandwichaufbau wird weiter eine erhöhte Biegesteifigkeit, eine hohe Schwingungsdämpfung und damit letztlich auch eine wesentliche Lärmreduktion erreicht.
  • Gemäss abhängigen Ansprüchen kann durch eine flächige Verbindung von Tragschiene und Deckschicht eine besonders günstige einfache Kraftübertragung erreicht werden, wobei die Höhe der Verbindungsfläche mit Vorteil mindestens so gross sein kann wie die Dicke der Tragschiene. Geeignete kostengünstige Ausführungen der Tragschiene können aus einem Stahlprofil oder einem Stahlblechprofil bestehen. Ebenso kann die Längsverstärkung aus Stahl-, Aluminiumprofilen oder Stahlblechprofilen bestehen. Besonders leichte und steife Ausführungen können mit UD-Verstärkungsfasern erreicht werden. Leichte und kostengünstige Deckschichten können mindestens 50 % Glasfasern und ±45° Glasfaserlaminat enthalten. Geeignete Matrixmaterialien von Sandwichkern und Deckschicht können aus PPS, PEI, PA, PES, PSU, PUR oder PE bestehen. Die Matrizen von Sandwichkern und Deckschicht können amorph miteinander verbunden oder verklebt sein. Besonders einfache und feste Verbindungen können durch Verschweissen von Sandwichkern und Deckschicht erzielt werden. Geeignete leichte und dauerfeste Sandwichkerne können aus Schaumstoff, aus einem Gestricke oder einem 3-dimensionalen Netzwerk bestehen. Besonders gute Steifigkeiten werden erreicht durch flache Uebergangsbereiche der Deckschicht zu Längsverstärkung und Tragschiene. Mit Vorteil betragen dabei deren Neigungswinkel höchstens 40°. Gute Krafteinleitungen in Anschlusspartien können durch Verdichtung des Sandwichkern zu kompaktem Material oder durch stellenweise injiziertes Polymer im Sandwichkern erreicht werden.
  • Besonders einfach aufgebaute und stabile Webschaftrahmen können durch identische, symmetrisch angeordnete obere und untere Schaftstäbe gebildet sein.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Figuren weiter erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 einen erfindungsgemässen Schaftstab im Schnitt mit Sandwichstruktur und end seitigen Längsträgern;
    • Fig. 2 und 3 weitere Beispiele von Schaftstäben;
    • Fig. 4 bis 7 Beispiele von Längsverstärkungen des Schaftstabs;
    • Fig. 8 ein Prinzipschema des erfindungsgemässen Schaftstabes;
    • Fig. 9 einen erfindungsgemässen Schaftrahmen mit oberem und unterem Schaftstab;
    • Fig. 10 eine Anschlusspartie mit Betätigungs element;
    • Fig. 11 einen Anschlussbereich zu den Seiten stützen des Schaftrahmens.
  • Der prinzipielle Aufbau des erfindungsgemässen Schaftstabes ist in Fig. 8 und ein Ausführungsbeispiel in Fig. 1 dargestellt. Im Gegensatz zu bisherigen Schaftstäben weist der erfindungsgemässe Schaftstab 11 einen einfachen integrierten Aufbau mit zwei je an den Enden seines flachen Profils liegenden tragenden Längsverstärkungen auf: Mit einer äusseren Längsverstärkung 17 und einer inneren Tragschiene 18, welche auch die Litzen 8 trägt und damit die Litzenzugkräfte K8 aufnimmt (siehe auch Fig. 9). Diese Längsträger 17 und 18 bilden zusammen mit einem dazwischen liegenden Sandwichteil 15, 16 eine sehr leichte Tragstruktur mit grösstmöglicher Festigkeit und Biegesteifigkeit bezüglich der Litzenkräfte K8. Der Sandwichteil besteht aus einem leichten Sandwichkern 15 und leichten dünnen, mechanisch festen Deckschichten 16 bzw. 16a, 16b aus thermoplastischem Verbundwerkstoff mit technischen Endlosfasern, welcher als Abstandselement dient und dabei die Kräfte Ka, Kb zwischen den Trägern 17 und 18 überträgt bzw. aufnimmt. Mit einer relativ grossen Breite B des Sandwiches, welche die Schaftteilung C, d.h. den für einen Schaftrahmen zur Verfügung stehenden Platz, weitgehend ausfüllen kann, wird auch bezüglich tordierender Momente weiterer einwirkender Kräfte eine hohe Biegesteifigkeit erreicht. Damit werden auch Schwingungen unterdrückt oder vermieden. Dies ergibt auch eine wesentliche Lärmreduktion. Diese neue Bauweise ermöglicht es, die Kraftrichtung K8 der Litzen in die Mittelebene 24 des Stabprofils zu legen und damit Torsionskräfte zu vermindern. Ganz wesentlich ist die mechanisch feste Verbindung der Längsträger 17 und 18 mit der Deckschicht 16 des Sandwiches. Sehr leichte und steife Deckschichten können z.B. eine Schichtdicke von nur 0.3 bis 0.6 mm aufweisen.
  • In der Ausführung von Fig. 1 ist die Längsverstärkung als UD-Profil 31 ausgeführt. Dieses Profil mit hoher spezifischer Festigkeit und Steifigkeit besteht aus unidirektionalen Kohle- oder Glasfasern in thermoplastischer Matrix. Eine besonders gute Verbindung über die Verbindungsfläche 10 zwischen Längsverstärkung 17 und Deckschicht 16 wird erreicht, wenn beide dasselbe Matrixmaterial aufweisen und dieses an der Verbindungsfläche 10 thermoplastisch miteinander verschweisst ist. Solche Verbindungen sind überdies rasch und einfach auszuführen. Auf der Innenseite des Profils ist ein Stahlprofil 44 als Tragschiene 18 für die Litzen 8 mechanisch fest mit der Deckschicht 16 verbunden. Diese mechanisch feste Verbindung kann auch durch Verschrauben oder Nieten hergestellt sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch flächige Verbindungen mittels Kleben, Schweissen oder amorphem Fügen, quasi thermoplastischem Löten. Das Stahlprofil 44 ist hier so ausgebildet, dass eine relativ grosse Verbindungsfläche 19 entsteht. Mit Vorteil ist dabei deren Höhe H grösser als die Dicke D der Tragschiene 18. Damit die Litzen 8 einfach in die Tragschiene 18 eingehängt werden können und damit die Litzenkräfte K8 in der Mittelebene 24 des Schaftstabes zu liegen kommen, ist hier die eine Deckschicht 16b in einem Uebergangsbereich 12 zwischen Stabmitte und Innenseite flach abgebogen. Zur Anpassung an die UD-Längsverstärkung 31 ist die Deckschicht beidseitig (16a und 16b) ebenfalls in einem Uebergangsbereich 12 flach abgebogen. Diese Uebergangsbereiche weisen relativ kleine Winkel W auf, vorzugsweise höchstens 40°.
  • Der Sandwichkern besteht z.B. aus leichten festen Schaumstoffen, aus Gestricken oder 3-dimensionalen Netzwerken mit Zwischenräumen. Der Kern 15 ist mit der Deckschicht ebenfalls mechanisch innig verbunden. Vorteilhaft sind auch hier Sandwichstrukturen, deren Deckschicht 16 und Kern 15 das gleiche Matrixmaterial aufweisen und die miteinander verschweisst sind.
  • Die erfindungsgemässe Sandwichstruktur kann beispielsweise bestehen aus:
    • einem 3-dimensionalen Gestricke als Abstandsgewebe mit integrierten dichten Deckschichten aus Glas in einer PA Matrix;
    • einem PEI-Schaum als Kern verbunden mit PSU-Glasfaser-Deckschichten;
    • einem PEI-Schaum mit PEI-Glas-Deckschichten.
  • Weitere Kerne können aus PES, PUR oder PE Schaum bestehen und weitere Deckschichten z.B. auch eine PE Matrix oder Kohlefaserverstärkungen aufweisen.
  • Fig. 2 zeigt einen Sandwichschaftstab mit einer 2-teiligen Längsverstärkung 17 in Form von unidirektionalen Profilen 32 und einem einfach formbaren und kostengünstigen Stahlblechprofil 46 als Litzentragschiene 18. Ein weiterer Vorzug der erfindungsgemässen Sandwichstäbe liegt in der Möglichkeit, auf einfache Art Anschlusspartien für Anschlusselemente wie Führungselemente 4 und Betätigungselemente 3 herzustellen, welche eine günstige Krafteinleitung auf das Sandwich bzw. dessen Deckschicht 16 ergeben. Dazu kann einfach ein Polymermaterial in den Kern injiziert werden, womit eine Anschlusspartie 14 für ein Betätigungselement 3 gebildet ist (siehe auch Fig. 9 und 10).
  • An der Innenseite des Profils in der Nähe der Tragschiene 18 ist ein weiterer Anschluss- oder Verstärkungsbereich 13 durch thermoplastische Komprimierung des Schaumkern 15 gebildet.
  • Im Beispiel von Fig. 3 ist ein Anschlussbereich 5 durch thermoplastische Umformung und Kompaktierung im mittleren Bereich 25 des Stabprofils gebildet, welcher die Verbindung mit den Seitenstützen 2 eines Schaftrahmens aufnimmt, wie dies in Fig. 9 und 11 weiter ausgeführt ist. Die Längsverstärkung 17 ist hier als Stahlprofil 34 zwischen die Deckschichten 16a, 16b eingeklebt und so ausgebildet, dass an der Profilaussenseite kein gebogener Uebergangsbereich notwendig ist. Es ist nur an der Innenseite ein flach gebogener Uebergangsbereich 12 der einen Deckschicht 16b zur Tragschiene 18 erforderlich. Die Tragschiene 18 ist als weiteres Beispiel eines Stahlblechprofils 47 ausgeführt. An der Stabaussenseite ist ein Webschaft-Führungselement 4 auf die Deckschicht 16 aufgeklebt, wobei hier das Stahlprofil 34 auch als verstärkende Unterlage wirkt.
  • Die Beispiele der Figuren 4 bis 7 zeigen weitere geeignete Ausführungen der Längsverstärkung 17. Fig. 4 zeigt ein UD-Profil 33, welches beidseitig mit der Deckschicht 16 verschweisst ist und wo der dazwischenliegende Sandwichkern 15 kompakt verdichtet ist (13). Die auslaufende Form 49 des UD-Profils 33 ergibt einen besonders günstigen kontinuierlichen Verlauf der Kraftübertragung auf die Sandwichstruktur. Die Figuren 5 bis 7 zeigen weitere Beispiele kostengünstiger Stahlblechprofile 36 bis 38, mit ebenen Deckschichten beim Profil 36 und mit verschweissten Deckschichten 16 beim sehr einfachen Profil 37 und beim 2-teiligen Profil 38.
  • Fig. 9 zeigt einen Webschaftrahmen 1 mit erfindungsgemässen oberem und unterem Schaftstab 11. Besonders einfach herzustellen sind dabei Schaftrahmen mit identischen Schaftstäben, welche symmetrisch zur Schaftmitte 7 angeordnet sind. Der Schaftrahmen weist auch Seitenstützen 2 mit Führungsprofilen 6, Betätigungselemente 3 und obere und untere Führungselemente 4 auf.
  • Im Ausschnitt von Fig. 10 ist die Ausdehnung eines Anschlussbereichs 14 ersichtlich, welcher aus in den Schaumkern 15 injiziertem kompaktem Polymermaterial besteht. Das Betätigungselement 3 ist dabei lösbar, z.B. durch Verschraubung, oder auch durch Verklebung befestigt (vergleiche Fig. 2).
  • Fig. 11 zeigt eine Verbindung von Schaftstäben 11 und Seitenstützen 2. Ein Anschlussbereich 5 (Fig. 3) im mittleren Bereich des Profilstabs 11 ist gebildet durch eine thermoplastische Einbuchtung der Deckschicht 16 und Kompaktierung (13) des Sandwichkerns 15, welcher allfällig auch noch zusätzlich mit Polymermaterial zu einer kompakten Schicht 14 ausgefüllt werden kann. Die Seitenstützen 2 können ebenfalls aus thermoplastischem Verbundmaterial mit hochfesten technischen Fasern bestehen. Dann kann auch die eine Seitenstütze fest mit den Schaftstäben verschweisst sein, während die zweite Seitenstütze, zwecks Einzug der Litzen, lösbar verbunden wird.

Claims (25)

  1. Schaftstab eines Schaftrahmens für eine Webmaschine, welcher Faserverbundwerkstoffe enthält und ein flaches Profil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaftstab als Sandwich aufgebaut ist mit einem leichten Sandwichkern (15), einer damit mechanisch fest verbundenen beidseitigen Deckschicht (16) aus Faserverbundwerkstoff und einer an der aussenseite des Profils angeordneten und mit der Deckschicht fest verbundenen Längsverstärkung (17) hoher spezifischer Steifigkeit, wobei sowohl die Matrix der Deckschicht (16) als auch die des Sandwichkerns (15) aus thermoplastisch verformbarem Kunststoff und die Verstärkung der Deckschicht (16) aus technischen Endlosfasern besteht, sowie gekennzeichnet durch eine an der Innenseite des Profils angeordnete Tragschiene (18), welche ebenfalls mit der Deckschicht (16) mechanisch fest verbunden ist.
  2. Schaftstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tragschiene (18) und Deckschicht (16) über eine Verbindungsfläche (19) miteinander verbunden sind.
  3. Schaftstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe H der Verbindungsfläche (19) zwischen Tragschiene (18) und Deckschicht (16) mindestens so gross ist wie die Dicke D der Tragschiene.
  4. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschiene (18) aus einem Stahlprofil (44) besteht.
  5. Schaftstab nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschiene (18) aus einem Stahlblechprofil (46) besteht.
  6. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung (17) aus einem Stahl- oder Aluminiumprofil (34) besteht.
  7. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung (17) aus einem Stahlblechprofil (36) besteht.
  8. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsverstärkung (17) aus UD-Verstärkungsfasern (31) mit hoher spezifischer Steifigkeit wie Kohle- oder Glasfasern besteht.
  9. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (16) mindestens 50 Gew% Glasfasern enthält.
  10. Schaftstab nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus ±45° Glasfaserlaminat oder Glasfasermatte besteht.
  11. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial von Sandwichkern (15) und/oder Deckschicht (16) aus PPS, PEI, PA, PES, PSU, PUR oder PE besteht.
  12. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix von Sandwichkern (15) und Deckschicht (16) miteinander verklebt sind.
  13. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix von Sandwichkern (15) und Deckschicht (16) aus dem gleichen Material bestehen und miteinander verschweisst sind.
  14. Schaftstab nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix von Sandwichkern (15) und Deckschicht (16) aus verschiedenen, aber amorph verbindbaren Materialien bestehen und diese miteinander mechanisch fest verbunden sind.
  15. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandwichkern (15) aus Schaum stoff besteht.
  16. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandwichkern (15) aus einem Gestricke oder einem Zwischenräume enthaltenden 3-dimensionalen Netzwerk besteht, welche aus matrixgetränkten technischen Fasern gebildet sind.
  17. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Deckschicht (16a, 16b) flache Uebergangsbereiche (12) zu Längsverstärkung (17) und/oder Tragschiene (18) aufweist.
  18. Schaftstab nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigungswinkel W der Uebergangsbereiche (12) höchstens 40° betragen.
  19. Schaftstab nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Sandwichkern (15) in Anschlusspartien (13) zu kompaktem Material verdichtet ist.
  20. Schaftstab nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass verstärkte Anschlusspartien (14) im Sandwich durch stellenweise injiziertes kompaktes Polymer im Sandwichkern (15) gebildet sind.
  21. Schaftstab nach einem der Ansprüche 1 bis 20, gekennzeichnet durch Anschlussbereiche (5) zu den Seitenstützen (2) eines Schaftrahmens, welche thermoplastisch umgeformt sind.
  22. Schaftrahmen mit einem oberen und einem unteren Schaftstab (11) nach einem der Ansprüche 1 bis 21.
  23. Schaftrahmen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der obere und der untere Schaftstab (11) identisch ausgebildet und symmetrisch zur Schaftmitte (7) angeordnet sind.
  24. Schaftrahmen nach Anspruch 22 oder 23 mit Seitenstützen (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenstützen ebenfalls aus Thermoplastprofilen mit Verstärkungen aus technischen Endlosfasern gebildet sind.
  25. Verfahren zur Herstellung eines Schaftstabs nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil bestehend aus Sandwichkern (15) und Deckschicht (16) in einem Arbeitsgang thermoplastisch in seine Endform gebracht wird.
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