DE1941910A1 - Gewebeband,insbesondere fuer Katapultiervorrichtungen - Google Patents

Description

Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma

E.W, Bliss Company, 217 Second Street, N.W. Canton, Ohio 44702

U.S.A,

betreffend
Gewebeband, insbesondere für Katapultiervorrichtungen

Die Erfindung betrifft ein Gewebeband, insbesondere für Katapultiervorrichtungen, mit denen Flugzeuge längs einer bestimmten Bahn katapultiert werden.

Die Erfindung ist nicht nur anwendbar bei Katapultiervorriehtuiigeh mit einem einzigen Katapultband, sondern auch für Flugzeuglandeanlagen, bei denen ein Gewebeband zur Kraftübertragung verwendet wird. ~

Es ist bereits eine Katapultiervorrichtung mit einem einzigen Katapultband bekannt (USA-Patent Nr. 3,228,630). Bei einer derartigen Katapultiervorrichtung wird das Flugzeug von einem festen Standort längs des Katapultierweges beschleunigt, bis es die erforderliche Abhebegeschwindigkeit erreicht hat. Dabei ist ein flaches, breites Gewebeband an einem Ende mit dem Flugzeug verbunden und an dem anderen Ende mit einer Katapulthaspel, Diese ist so

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ausgebildet, dad das Gewebeband in spiralförmiger, konzentrischer Bahn aufgewickelt wird. Beim Aufwickeln des Gewebebandes auf die Haspel mittels eines mit derselben verbundenen Antriebsmechanismus wird das Flugzeug von dem Gewebeband gezogen und auf die Abhebegeschwindigkeit beschleunigt.

Als Katapultband wird vorzugsweise ein Gewebeband aus synthetischen, hochfesten Garnen verwendet ₉ etwa aus Polyamid. Hierbei tritt jedoch das Problem auf, daß die Spannung in dem Gewebeband während des Katapultieren so groß ist, daß Teile desselben durch die Haspel beschädigt werden. Beim Aufwickeln des Gewebebandes auf die Nabe der Haspel werden einzelne Schichten unter extrem hohen Flä-ψ chenpressungen durch die darüberliegenden Schichten zusammengepreßt, welche mit äußerst hoher Spannung bei jeder Umdrehung der Haspel aufgewickelt werden. Die Erfahrung hat gezeigt, daß bei Verwendung synthetischer Materialien für das Gewebeband bei genügend hoher Spannung in demselben die Pressung auf die darunterliegenden Bandschichten so groß ist ₅ daß eine lokalisierte Breitenzunahme des Baridee auftritt,- und sway ähnlich dem Kaltfließen bei synthetischen Fasern. Unter diesen Umständen sind die beidseitig an dem Gewebeband angreifenden Kräfte so groß, daß dieses gegen die Seitenwände der Haspel mit hohem Druck ausgebaucht wird, so daß es an der Haspel frißt und insbesondere die Seitenwände derselben spreizt. Dadurch verliert das Gewebeband die Unterstützung und wird in Längsrichtung gespalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gewebeband zu schaffen, bei dem das Aufspalten vermieden wird, wie es insbesondere beim Wickeln von synthetischen Textilbändern auf Haspeln unter großer Spannung bei Flugzeugkatapultieranlagen auftritt.

Die Erfindung geht aus von einem flachen, spiralförmig aufwickeln baren Gewebeband* insbesondere für Katapultiervorrleitungen, mit einer Anzahl in Längsrichtung sich erstreckender lastaüfnehmender Stränge, die sich kontinuierlich über die Länge des Gewebebandes

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erstrecken, und mit gleichmäßig Über die Länge des Gewebebandes verteilten Quersträngen. ~

Die Lösung der gestellten Aufgabe ist darin zu sehen, daß die Querstränge eine solche Nachgiebigkeit aufweisen, daß die Breitendehnung des Gewebebandes bei einer auf dieses wirkenden Druckkraft von 1428 kg/cm² (10000 psi) kleiner ist als 10%. "

Das Gewebeband nach der Erfindung weist eine höhere Zahl Querstränge auf, besonders bei breiteren und dickeren Bändern, und hat trots dieser größeren Anzahl von Quersträngen ohne Beeinflussung der Belastungemöglichkeit in Längsrichtung eine verhältnismäßig geringe Dicke·

Das Gewebeband nach der Erfindung eignet sich insbesondere für Flugzeugkatapultier- und -landeanlagen. Bei derartigen Anlagen wird ein längliches, flaches Gewebeband auf eine Haspel spiralförmig aufgewickelt. Das Gewebeband steht dabei unter einen sehr hohen Zugspannung, die eine außergewöhnlich hohe Druckkraft auf die inneren Windungen auf der Haspel erzeugt. Diese Druckkraft bewirkt, daß din inneren Windungen seitlich herausgepreßt werden. Dabei drücken sie gegen die Seitenteile der Haspel und können diese von der Nabe sprengen. Dabei wird nicht nur die Haspel zerstört, sondern das Gewebeband wird dann seitlich nicht mehr zusammengehalten und neigt dazu, sich in Längsrichtung zu spalten.

Es wurde gefunden, daß sich ein Gewebeband etwa wie eine inkompressible Flüssigkeit verhält, wenn eine Druckkraft auf die flachen Seiten des Gewebebandes wirkt. Die Druckkräfte werden dabei seitlich weitergeleitet, so daß das Gewebeband sich seitlich auszudehnen bestrebt ist und die Querstränge dabei unter Spannung gesetzt werden. Diese dehnen sich daher und ermöglichen eine seitliche Verbreiterung des Gewebebandes. Um diese seitliche Verbreiterung der Querstränge zu reduzieren, ist das Gewebeband mit Quersträngen-hergestellt,: welche steifer, d.h. weniger drehnungsfähig sind als die Längsstränge. Mit anderen Worten ist der

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anfängliche Elastizitätsmodul der Queretränge größer als der Ela stizitätsmodul der Längsstränge,

anfängliche Elastizitätsmodul von Textilfasern entspricht dem Elastizitätsmodul anderer Stoffe und ist definiert als das Verhältnis der Spannung zur Längenänderung. Bei zwei Textilfasern₄ von denen die eine einen doppelt so hohen Elastizitätsmodul aufweist wie die andere, erfolgt für erstere nur eine halb so hohe Dehnung bei gleicher Spannung. Verwendet man bei einem Gewebeband Schußfäden mit einem höheren Elastizitätsmodul, so wird das seit- , liehe Ausbauchen des Gewebebandes merklich reduziert, so daß auch die von dem Gewebeband auf die Haspel ausgeübte Kraft geringer wird und die Neigung zu einer Längsspaltung abnimmt«

Der Elastizitätsmodul von Texti!garnen ist das Verhältnis der Spannung zur Längenänderung, wobei die Spannung in Gramm/Denier angegeben wird und die Dehnung in cm/cm. Der Elastizitätsmodul eines bestimmten Textilgarnes ist unabhängig von dessen Denier-Zahl. Der tatsächliche Elastizitätsmodul hängt dabei sowohl von der physikalischen als auch von der chemischen Beschaffenheit des Garnes ab. Der Elastizitätsmodul wird sowohl beeinflußt von den Eigenschaften der Fasern, aus denen das Garn hergestellt ist, als auch von dem Herstellungsverfahren des Garnes, etwa der Verzwirnung, der Webart und der physikalischen und chemischen Nachbehandlung₀

Vorzugsweise ist der anfängliche Elastizitätsmodul der Kettenfäden umso höher, je größer die Breite oder die Dicke des Gewebebandes sind. Die gesamte Dehnung hängt dabei ab von der Länge. Ein 26 cm langes Garn oder Gummiband läßt sich wesentlich mehr dehnen als ein 13 cm langes Band. Bei einem breiteren Gewebeband sind auch die Schußgarne längerο Dadurch kann sich ein derartiges Band seitlich mehr ausdehnen als ein nicht so breites Band. Um das seitliche Ausquetschen oder Dehnen eines breiteren Gewebebandes in gewissen Grenzen zu halten und um das Scheuern der Seiten des Bandes an der Haspel zu vermeiden, ist es erforderlich, die Schußfäden

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steifer zu machen, um das seitliche Ausquetschen auf demselben Betrag zu halten* wie bei einem nicht so breiten Gewebeband.

Ein dickes Gewebeband hat eine größere projezierte Seitenfläche. Da sich das Gewebeband wie eine inkompressible Flüssigkeit verhält, ist bei einem dickeren Band die Kraft auf eine Längeneinheit der Seitenfläche höher als bei einem dünneren Band₀ Dies rührt von der höheren projizierten Fläche der Seiten her. Die Schußfäden eines dickeren Gewebebandes unterliegen also einer größeren Dehnungskraft. Um die seitliche Ausquetschung niedrig zu halten, ist es erforderlich, den Elastizitätsmodul der Schußgarne so groß zu machen, daß diese innerhalb gewisser Grenzen das seitliche Ausquetschen, doh. die Lateraldehnung, begrenzen.

Bei ingenieurmäßigen Baustoffen ist das Verhältnis der Spannung zur Dehnung oft als Elastizitätsmodul bezeichnet oder als Young* scher Modul. Zur Bestimmung desselben wird eine bestimmte Kraft auf den Baustoff ausgeübt und die Spannung aus der Kraft durch Division mit der Querschnittsfläche des Baustoffes berechnet. Die

2 Spannung wird daher üblicherweise in kg/cm angegeben. Die Dehnung wird bestimmt durch die Längenänderung unter der Last geteilt durch die Länge im ursprünglichen, unbelasteten Zustand. Die Dehnung wird daher gewöhnlich in cm pro cm angegeben. Teilt man die Spannung

2 durch die Dehnung, so erhält man den Elastizitätsmodul in kg/cm

Bei Textilgarnen ist es äußerst schwierig, die Querschnittsfläche genau zu bestimmen* Um den Elastizitätsmodul eines Textilgarnes zu bestimmen, verwendet man eine bestimmte Länge des Garnes und spannt dieses mit einer bestimmten Kraft. Die Kraft geteilt durch die Denierzahl ergibt sodann die Spannung anstelle der Division durch die Querschnittsfläche des Garnes. Die Spannung bei Textilgarnen wird daher normalerweise ausgedrückt in Gramm/Denier. Da die Dehnung in cm/cm gemessen wird, ergibt sich damit ein Elastizitätsmodul in der Einheit Gramm/Denier.

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Der Elastizitätsmodul eines bestimmten Textilmaterial^ ist unabhängig von seiner Penierzahl. Dies läßt sich theoretisch an einem Beispiel zeigen. Verwendet man ein So cm langes Garnstück Von 50 Denier und spannt dieses mit einem Gewicht von 20 g, so ist unter der Annahme, daß die Dehnung 2,5 gib beträgt, die Spannung gleich 0,1 g/Denier und die Dehnung 0,05 cm/cm. Dividiert man die Spannung durch die Dehnung, so erhält man einen Elastizitätsmodul von 8 g/Denier. Nimmt man nun zwei Garnlängen desselben Materials und belastet diese mit der gleichen Kraft, so greift an jeder Garnlänge lediglich ein Gewicht von 10 g an, so daß die Dehnung daher auch nur halb so groß ist. Die gleichen Verhältnisse liegen vor, wenn ein Garn aus demselben Material, jedoch mit der doppelten Denier-P zahl, verwendet wird, da bei diesen die Querschnittsfläche doppelt so groß ist. Bei einem Garn aus demselben Material mit einer Stärke von 100 Denier ergibt sich daher mit eiper Last von 20 g eine Dehnung, von nur 1,25 em_e Die Spannung in diesem Garn ist dann 0,2 g/ Denier, während die Dehnung 0,0625 cm/cm beträgt» Dividiert man die Spannung durch die Dehnung, so erhält man einen Elastizitätsmodul von 8 für dieses Garn« Für einen gegebenen Stoff ist der Elastizitätsmodul also unabhängig vom Gewicht oder der Querschnittsfläche des Materials,, Dasselbe trifft auch für Textilgarne zu.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Beispiele an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben„

Figo 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Katapultieranlage mit einem einzigenKatapultband;

Figo 2 zeigt eine Katapulthaspel mit aufgewickeltem Band;

Fig. 3 ist ein Axialschnitt durch die Haspel längs der Linie 3-3 von Figo 2 und zeigt die lokalisierte Breitenzunahme des Bandes nahe der Nabe;

Fig. 3a zeigt eine Längsaufspaltung des Bandes; ^J

Fig. H ist ein Längsschnitt durch ein Band nach der Erfindung;

Figo'S zeigt das Band von Fig<= ^ in Blickrichtung auf die Kante;

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Fig.	6
Fig.	7
Fig.	8
Fig.	9
Fig.	10

ist ein Querschnitt durch einen Teil des Bandes; zeigt das Webmuster der Querstränge des Bandes; ist eine Draufsicht auf das Band, die die Schichtenstruktur erkennen läßt»

zeigt die Breitenänderung als Funktion der Belastung für verschiedene Bänderj

zeigt die Dickenänderung dieser Bänder als Funktion der Belastung.

Fig. 1 zeigt eine Katapultieranlage mit einem einzigen Katapultband, welches zum Beschleunigen eines Flugzeuges A längs einer Rollbahn R auf einem vorbestimmten Katapultierweg CP dient, der sich länge und parallel zur Hittellinie der Rollbahn erstreckt. Auf einer Seite der Rollbahn R liegt ein Katapult 9, welches eine Bandhaspel 10 umfaßt. Die Bandhaspel 10 ist mit Antriebseinrichtungen 12L und 12R verbunden. Auf jeder Seite der Haspel 10 βitzt eine hydraulische Bremse 18 zum Abbremsen der Haspel, wenn das Flugzeug A vom Boden abgehoben hat. Das Textilband 20 ist an der Nabe 10h der Haspel befestigt und erstreckt sich durch eine '.Bnndschutzleitung 2t, welche das '.Band von der Unterseite der. Rollbahn an euter Umlenkeinrichtung 26 vorbei bis an die Oberfläche der Rollbahn führt. Das Band ist mit einem Hänger 28 verbunden, welcher das Flugzeug A*längs der Rollbahn ziehte Mit dem anderen Ende des Hängers 28 ist ein Schwanzseil 32 verbunden, welches an den Halte- und Rückziehmotor 40 für den Hänger führt, um diesen zur Vorbereitung des nächsten Startens wieder in die Ausgangsstellung zu bringen.

Die Figuren 2 und 3 zeigen die Katapulthaspel 10 beim Aufwickeln des Bandes 20, welches unter der dauernden Spannung beim Starten des Flugzeuges A steht. Zu Beginn des* Start vor ganges wird das Band 20 maximal gespannt, um die Trägheit des Flugzeuges zu überwinden. Sobald die Haspel 10 sich dreht, wird das Band 20 auf der Nabe 10h der Haspel in stetigen Windungen 20L aufgewickelt.

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Dabei wird der Bandwickel durch das Gleiten jeder Bandlage 2OL in Bezug zur nächsten derart gespannt, daß die Lagen nächst der Nabe mehr gespannt werden als die oben liegenden Lagen» Das Verhalten von Kunststoffesern des Bandes bei den sehr hohen Druckbelastungen ist der Hauptgrund für die Aufspaltung des Bandes (Fig. 3a). Zuerst werden die Lagen des Textilbandes, die normalerweise leere Räume enthalten, zusammengedrückt, Danach ist eine weitere freie Kompression nicht mehr möglich, so daß die der Nabe 10h am nächsten lie» genden Lagen sich ausweiten, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Vorgang ist sehr schädlich, da dadurch ein Druck auf die Seitenflächen der Haspel ausgeübt und das Band dadurch dauernd beschädigt wird. Wenn keine Abstützung durch die Seitenflächen der Haspel vorhanden ist oder wenn ein genügender Abstand vorgesehen ist, um die ' Beschädigung der Seitenflächen der Haspel zu vermeiden, ergeben sich Längsrisse S in dem Band, wie in Fig. 3a dargestellt ist. Der wirkliche Grund für die Längsspaltungen S besteht darin, daß die Querstränge überfordert werden. Die Bandaufspaltung begrenzt daher die Eigenschaften von Katapultiersystemen wesentlich; Die Spannung in dem Band muß daher unter einem bestimmten Wert gehalten werden, um diese Fehlerquelle auszuschalten.

Gemäß der Erfindung wird die Aufspaltung des Bandes vermieden, so daß schwerere Flugzeuge von kürzeren Rollbahnen aus katapultiert werden können. Das in den Figuren U bis 8 dargestellte Textilband 20 nach der Erfindung umfaßt eine Anzahl in Längsrichtung sich erstreckender lastaufnehmender Stränge 50, die im wesentlichen durch Querstränge 52 zusammengehalten werden. Ferner sind in Längsrichtung sich erstreckende sinusförmig gewebte Stränge 51, sogenannte Binder, vorgesehen. Die Längsstränge 50 sind in Bündel 55 zwischen den einzelnen Bindern 5^ gruppiert und in oberen und unteren parallelen Reihen 58, 59 angeordnet. Die Querstränge 52 bilden einen kontinuierlichen Strang, der oberhalb, unterhalb und zwischen den Reihen 58, 59 der Längsstränge gewebt ist und in Längsrichtung des Landes gemäß Fig. 7 vorrückt. Danach läuft der Querstrang 52 zwischen den Reihen-"58-.,. 59 zur Kante des Bandes, sodann nach unten über die Unterseite der gegenüberliegenden Kante, sodann nach oben in Fortlaufrichtung geneigt, dann über die Oberseite der gegenüberliegenden

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Kante, danach gerade nach unten bis zur Mitte und durch die Mitte zurück und so fort über die gesamte Länge des Bandes. Die Binder 54 erstrecken sich durch das Band in einer Anzahl paralleler Reihen, die gemäß Fig. 4 mit den Quersträngen 52 sinusartig verkettet sind. Den Abschluß des Bandes bildet ein Kettenfaden 60, der zwischen der Oberseite und der Unterseite der Querstränge 52 eingewebt ist.

Gemäß der Erfindung weist das Band 20 bidirektionale Festigkeitseigenschaften auf. Das heißt, daß die in Längsrichtung sich erstrekkenden Stränge 50 eine geringere Gramm/Denier-Festigkeit aufweisen als die Querstränge 52. Die Anzahl der Querstrangenden pro cm Bandlänge und die Schichten derselben, die beide die Länge des verfügbaren querverlaufenden Garnes bestimmen, werden für breitere Bänder erhöht«

Zum Aufzeigen der Prinzipien der Erfindung sei ein gewöhnliches Gewebeband mit einer Breite von 21,6 cm angenommen, in einer Anordnung der QuBrstränge in sechs Schichten mit 6 Schlägen pro cm Bandlänge. Das ergibt 12 Schußgarne pro cm Bandlänge. Ein derartiges Band aus dem Dupont-Nylongarn 714 hat eine Reißfestigkeit des Garnes von 7,8 kg. Die Reißfestigkeit von Garnen wird jedoch gewöhnlich mit79Qt' des theoretischen Wertes angenommen. Die Multiplikation der Anzahl der Schußgarne pro cm Bandlänge mit der Reißfestigkeit des Garnes und dem Faktor 90% ergibt die Querfestigkeit pro cm Bandlänge. Die Querstränge können also eine maximale Last von 236 kg/cm Bandlänge aufnehmen. Unter der Annahme einer unter Druck gesetzten Fläche von beispielsweise 323 cm bildet eine Bandlänge von 15 cm das Längeninkrement, welches zweiseitigen Kräften ausgesetzt ist. Man erhält diesen Wert durch Division der unter Druck stehenden Fläche von 323 cm durch die Breite des Bandes von 21,6 cm. Wenn die Dicke im zusammengedrückten Zustand unter diesen Umständen 0,6 cm beträgt,

so wird durch einen Druck von 77H kg/cm entsprechend einer. Bandspannung von 250000 kg auch eine entsprechende zweiseitige Wirkung Zustandekommen unter der Annahme eines Fließverhaltens des Bandes. Die in der projizierten Seitenfläche auftretende Belastung würde

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daher 15 cn χ 0,6 em χ 773 kg a. 677U kg betragen. Die Widerstandsfähigkeit wäre jedoch lediglich 2H6 kg/cm χ 15 cm * 3590 kg.

Im Gegensatz dazu hat ein Standardband von 17,8 cm Breite mit fünf Schichten der Querstränge bei 7,3 Schlägen pro. cm Bandlänge und einer Festigkeit von 25fc kg/cm ein den Kräften ausgesetztes angenähertes tatsächliches Längeninkrement von 17,8 cm« Bei einer Dicke von 0,38 cm unter Druck ist die Belastung auf die projizierte Seitenfläche 0,38 χ 17,8 χ 773 - 5228 kg, während die Widerstandsfähigkeit lediglich 25«* χ 17,8 = »»521 kg beträgt. Man erkennt, daß ein Band von 21,6 cm Breite grundsätzlich schwächer ist als das Band von 17,8 cm Breite, wobei für das schmale Band das betreffende Verhältnis «»521/5228 s 0,86 und für das breite Band das Verhältnis 3899/6957 s 0,5*» beträgt, also 31% geringer ist. Durch eine Vergrößerung der Breite und der Dicke des Bandes wird also das Verhältnis der Querstränge zu den Längssträngen niedriger, so daß ein größerer Unterschied zwischen den Festigkeitsmoduln dieser Stränge erforderlich wird, um die gleiche Belastungsfähigkeit zu erreichen.,.

Da Textilmaterial!©!! natürlicherweise Leerräume aufweisen und anfänglich leicht zusammengedrückt werden, ist es wünschenswert, da& die Querstruktur eine höhere Gramra/Denier-Dichte hat als die Längsstruktur, um eine Verbesserung der Druckfestigkeit zu erreichen.

Gemäß einer bevorzugten Äusführungsform wird für die Lägnsstränge 50 Dupont-Hylon ?m verwendet, das die in Tabelle I dargestellten Eigenschaften aufweistο

Tabelle I
Dupont Nylon 71·»'

Garn, Denier-Zahl des Garnes, 6arnfäden, Garnzwirnung 8^O-1>»O-R2O Dichte 1,H» '■'■'.

Bruchfestigkeit Cbraking strength) 7,71 kg

Reißfestigkeit (braking tenacity) 9,2 g/den

Dehnung bei 2,27 kg 6₉9%

Dehnung bei s»,5«» kg 10,2%

Dehnung bei Bruchlast 18,5%

Anfangsmodul 00982571109 SO g/den

Für die Längestränge SO wird Polyamid verwendet wegen der erforderlichen Dehnungseigenschaften in Längsrichtung bein Katapultleren und Anhalten von Flugzeugen. Eine gewisse Dehnungsfähigkeit ist wünschenswert, um die Spitzenbelastung des Bandes zu verringern, wie in dem USA-Reissue-Patent Nr. 25 406 vom 25. Juni 1963 beschrieben ist· Es wurde gefunden, daß die erforderliche Festigkeit und Steifheit eines Bandes in Querrichtung ganz verschieden sind von den entsprechenden Werten in Längsrichtung. Wie bereits erwähnt, reicht es nicht aus, -lediglich die Anzahl der Schlage pro Längeneinheit ' zu erhöhen, da hierdurch notwendigerweise die Anzahl der Last aufnehmenden Stränge 50 verringert wird, die bei einer gegebenen Dicke untergebracht werden können. Das Verhältnis der Modulen.der Querstränge zu der Längssträngen sollte daher 1,5 : 1 oder größer sein. Die Querstränge 52 sollten also einen l,Saal größeren Festigkeitsmodul haben als die Längsetränge 50 und vorzugsweise wenigstens ein doppelt so großes Verhältnis. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Polyesterfaser Dacron 68 verwendet, es können jedoch auch andere hochfeste synthetische Garne oder Glasfasermaterial verwendet werden. In Tabelle II sind die Eigenschaften, von Dacron 68 eingetragen, und zwar die gleichen Eigenschaften wie in Tabelle I.

Tabelle II Eigenschaften von Dacron

68

Garn, Den-Zahl des Garnes, Garnfäden, Garnzwirnung

Dichte

Bruchfestigkeit (braking strength) Reißfestigkeit (braking tenacity) Dehnung bei 2,27 kg Dehnung bei 4,51 kg Dehnung bei Bruchlast Anfangsmodul

11OO-192-RO2

1,38 10,4 kg

9.5 g/den:. 2,3 %

6.6 % 13,7 % 115 g/den

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Bei Vergleich der Tabellen I und II erkennt man» daß die Polyamidart 7IU von Dupont einen Anfangsmodul von SOg/den hat, während die Dacronfaser Typ 68 einen entsprechenden Wert von 115 g/den hat. Nylon 714 wird verwendet für die Längsstränge SO, und Dacron 68 für die Querstränge 52, Dadurch ist theoretisch ein Verhältnis von 2:1 der Festigkeit in Querrichtung zu derjenigen in Längsrichtung des Bandes erreicht im Vergleich zu einem Band, bei dem auch die Querfäden aus der Nylonart hergestellt sind. Bekanntlich ist der Young'sehe Modul und der Anfangemodul die Tangente an die Spannungs-Dehnuhgekurve in ihrem Ursprung. Nach Erreichen der höchsten Festigkeit des Materials fällt die Spannungs-Dehnungskurve plötzlich steil ab. Daher wird die Steifigkeit der Querstränge nicht tatsächlich unter Belastung ver -' doppelt, wie durch die Änderung der prozentualen Dehnung bei den bei» den verschiedenen Garnen in den Tabellen I und II unter Belastung angegeben ist. Z.B. dehnt sich das Nylongarn 714 um 6,9% bei einer Belastung mit 2,27 kg, während das Dacrongarn 68 sich unter derselben Last lediglich um 2₉3% dehnt. Die Steifigkeit des Dacrongarnes 68 ist daher mehr als doppelt so groß wie die des Nylongarnes.im bei geringen Belastungen. Unter Bruchlast beträgt die Dehnung des Nylongarnes 714 jedoch 18,5%, während die Dehnung des Dacrongarnes 68 13,7% beträgt. Die Steifigkeit von Dacron 68 ist also lediglich 35% größer als von Nylon 71*», beides unter Bruchbelastung. Auf jeden Fall werden die Belastungen bei den Gewebebändern nach der Erfindung merklich unter der Bruchbelastung der Querstränge gehalten, so daß die Steifigkeit derselben wesentlich größer ist als die der Längssträngec

Die Denierzahl gibt das Gewicht eines Fadens von 9000 m Länge an, so daß ein Garn von 15 Denier Stärke ein Gewicht von 15 g/9000 m haben wurden. Die Reißfestigkeit (braking tenacity) verhält sich wie 9,5: 9,2, so daß sich eine um 3% größere Dichte ergibt und eine entsprechend erhöht« Widerstandsfähigkeit gegen Kompression.

Hinsichtlich der Prüfverfahren zum Untersuchen von Textilbändem sind die folgenden Angaben lediglich Beispiele für ein Verfahren, wobei jedoch auch andere Verfahren angewendet werden können, die

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vergleichbare Ergebnisse liefern. Das angewendete Prüfverfahren besteht darin» Bandproben axt einer Fläche von 323 cm herzustellen, d.h. bei einer Bandbreite von 21,6 cm eine Bandlänge von etwa 15 cm zn wählen. Unter der Annahme, daß die Haspel während des Katapultier» Vorganges 100 Umdrehungen vollzieht, würde der ideale Bandwickel eine Dicke von 100 Lagen haben. Aus praktischen Gründen wurden jedoch lediglich 50 Lagen zu einem losen Stapel von 38,1 cm Höhe Übereinandergestapelt. Die Belastung wird direkt auf die Fläche'von 323 cm übertragen und Messungen der Dicken- und Längenzuna$une und der Abnahme der Höhe vorgenommen. Eine Zerstörung trat auf bei_einer Belastung mit 367000 kg bei einem Band von 21,6 cm Breite mit Quersträngen aus Dycron, während die Zerstörung bei einem insgesamt aus Polyamid hergestellten Band gleicher Breite nur etwa 318000 kg betrug. Die Zerstörmung äußerte sich in einem Scheren des Stapels in diagonaler Richtung wegen Bruches der Querstränge in jeder Lage des Stapels, der von einem scharfen Knall beim Spalten des Stapels begleitet wurde.

Die.Figuren 9 und 10 zeigen Kurvendarstellungen der Last als Funktion der prozentualen Änderung der Breite bzw. der prozentualen Änderung der ursprünglichen Höhe für ein Band mit Dacronquersträngen und ein reines Polyamidband, welche beide gemäß den oben angegebenen Verfahren geprüft wurden. Die Kurven M,-Mi und N, N' in den Figuren 9 und 10 beziehen sich auf ein Dycron-Nylori·* bzw. ein reines Nylonband.

Fig. 9 zeigt bei einer Belastung von 136000 kg eine Breitenänderung von etwa 7% bei dem Dacron-Nylonband (Kurve M),hingegen eine Breitenänderung von 11% bei dem reinen Nylonband (Kurve N). Andererseits zeigt Figo 10 für dieselbe Belastung eine Abnahme der ursprünglichen Stapelhöhe (M') von 26% für das Dacron-Nylonband und eine Abnahme von etwa 30% (Kurve NO für das reine Nylonband.

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Bei einem Band mit einem Bindergewebe (binder weave) sind die Kettenfäden gegen seitliche Bewegung aufgrund ihrer Verstrickung mit den Schußfäden etwas gehindert, Bei einem Stopfgewebeband (»tuffer weave tape), welches fOr Flugzeugkatapultieranlagen am meisten verwendet wird, sind die Kettengarne einfach in Schichten oder Bündeln über die Dicke des Bandes aufgestapelt. Bei einer derartigen Anordnung können die Kettengarne natürlich leicht seitlich nach außen ausweichen. Das Problem des seitlichen Ausquetschen® ist^: daher besonders groß bei derartigen Gewebebändern. Gemäß der Erfindung sind die Querstringe gleichmäßig über die Länge des Bandes verteilt und haben eine solche Steifigkeit, daß das Band sich in der Seitenrichtung um nicht mehr als 10 % seiner ursprünglichen Breite dehnt, wenn eine Druckkraft von 1400 kg/cm auf die flache Oberfläche des Gewebebandes wirkt. Die Steifigkeit und Festigkeit der Querstränge sollte außerdem so groß sein, daß das Gewebeband sich nicht spaltet und ei-

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ne: Druckkraft von wenigstens 2150 kg/cm aufhält·

Man kann zwar die Festigkeit in Querrichtung dadurch erhöhen, daß man die Anzahl der Querstränge erhöht, oder indem man die Querschnitts" fläche der Querstränge erhöht, diese Lösungen erfordern jedoch einen größeren Raumbedarf des Bandes, um dieselbe Anzahl von Längssträngen unterzubringen. Wenn die Breite und die Dicke des Gewebebandes unverändert gelassen werden, ist es erforderlich, einige Längsstränge fortzulassen, um Platz für zusätzliche Querstränge oder ei-. nen vergrößerten Querschnitt der Querstränge zu schaffen» Gemäß der Erfindung weist das Band eine sehr viel höhere Steifigkeit und Festigkeit in Querrichtung auf, ohne daß der Raumbedarf des Bandes höher ist und ohne daß man die Zahl der Längs stränge reduzieren muß. Dies geschieht durch Verwendung von Quersträngen mit einem höheren Elastizitätsmodul als dem der Längsstränge, jedoch mit im wesentlichen der gleichen Querschnittsfläche wie bei den Längssträngen\ Dadurch wird auch das Weben des Gewebebandes einfacher,als wenn es mit verschiedenen Garndicken ausgeführt würde.

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Hie vorhergehend erwähnt und insbesondere in dem USA-Reissue-Patent 2SHO6 erläutert ist, sollte das Gewebeband eine gewisse Längedehnüngsfähigkeit aufweisen» Daher ist eine sehr hohe Steifigkeit der' Langestränge nicht sehr wünschenswert, und die Steifigkeit der Garne sollte in einem Bereich des Elastizitätsmoduls von >»8 bis 80 liegen. Vorzuziehen sind Stopfgewebebänder, bei denen die die Längskräfte aufnehmenden Längsstränge sich in geraden, parallelen Bahnen über die gesamte Länge des Gewebebandes erstrecken. Ein Bindergewebe, bei dem die Längestränge sich kurvenförmig zwischen den Quersträngen erstrecken, ist nicht günstig, da die Zugfestigkeit verringert wird und die Dehnungefähigkeit zu groß wird. Dies hängt mit der mechanischen Längsdehnung zusammen, d.h. mit der Dehnung, die durch die Streckung der kurvenförmigen Längsetränge erreicht wird. k

Die Gewebebänder nach der Erfindung eignen sich insbesondere für Flugzeugkatapultier- und -landeanlagen, bei denen Bänder verwendet werden müssen, welche eine verhältnismäßig geringeBreitenzunahme aufweisen und sich in Längsrichtung nicht leicht spalten. Das Gewebeband läßt sich jedoch auf zahlreichen anderen Gebieten anwenden, etwa bei dem vertikalen Katapultieren von" Raketen, für schnelle Förderanlagen hoher Kapazität, und überall dort, wo die Spannung eines Gewebebandes durch die seitliche Lastaufnahmefähigkeit der Queretränge begrenzt ist.

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Claims (6)

1. P a t e η tan s ρ r Ü c he

   [iL Gewebeband, insbesondere für Katapultiervorriohtungen, mit einer Anzahl in Längsrichtung eich erstreckender Last aufnehmender Stränge, die sich kontinuierlich über die Länge des Gewebebandee erstrecken, und mit gleichmäßig über die Länge des Gewebebandes verteilten Quersträngen, dadurch gekenn ze ich net » daß die Querstränge eine solche Nachgiebigkeit aufweiten, daß die Breitendehnung des Gewebebandes bei einer auf dieses wirk« als 10%.

   see wirkende Druckkraft von 1428 kg/cm ClOOOO pti) kleiner ist
2. 2. Gewebeband nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ eich·* net, daß die Querstränge einen höheren Elastizitätsmodul aufweisen als die Längestränge.
3. 3. Gewebeband nach Anspruch 2, dadurch gekennze lehnet , daß die Querstränge und die Längsstränge eine gleiche Querschnittsfläche aufweisen. .
4. H. Gewebeband nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e k β η η -zeichnet, daß die Querstränge so bemessen sind, daß sie einem auf die flachen Bandseiten ausgeübten Druck von mindestens 2150 kg/cm² standhält,
5. 5. Gewebeband nach Anspruch 1 bis *, dadurch g e k e η η -zeichnet , daß der Elastizitätsmodul der Querstränge mindestens 1,Sfach höher ist als der Elastizitätsmodul der Längsstränge.
6. 6. Gewebeband nach Anspruch 1 bis 5, dadurch g e k e η η -ζ e i c h η e t , daß die Querstränge und die Längsetränge aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. '

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