DE2224285B2 - Hebel, insbesondere Schlaghebel für Schützen-Webmaschinen - Google Patents

Hebel, insbesondere Schlaghebel für Schützen-Webmaschinen

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Description

welche sich zwischen den Flanken der Ausnehmuno in Richtung des Hebelarmes erstreckt. Auf diese Weise wird eine gute Verbindung zwischen Nabe und Hebelarm erreicht.
Der Hebelarm kann ferner ein Anlenkloch auiweisen, welches durch einen sich am Hebelende innerhalb der Schlaufe befindlichen Ring und aus mindestens einer gelochten Scheibe gebildet ist, die auf einer Seite der Schlaufe angeordnet ist, so daß der Hebelarm an der Stelle des Anlenkloches so wenig wie möglich geschwächt ist. Das Anlen.kloch kann auch durch Verwendung von an der betreffenden Stelle gelochten Prepreg-Streifen gebildet sein.
Die Prepreg-Streifen sind vorteilhafterweise aus einer Prepreg-Platte geschnitten und so aufeinandergeschichtet, daß die Richtung der Verstärkungsfasern in den verschiedenen Prepreg-Streifen untereinander verschieden ist. Dadurch wird die Biegesteifigkeit des Hebelarmes erhöht.
Die Prepreg-Streifen auf den Seiten des Hebelarmes können ferner unterschiedliche Längen aufweisen, wodurch eine Abnahme der Dicke des Hebelarmes in Längsrichtung entsteht.
Um die Festigkeit des Überganges zwischen Nabe und Schlaufe zu erhöhen, können Klebfolien zwisehen Nabe und Schlaufe vorgesehen sein. Die Schlaufe besteht vorteilhafterweise aus mit Harz getränkten Verstärkungsfasern. In dieser Weise ist ein sehr fester Kern für den Hebelarm und eine starke Verbindung zwischen diesem und der Nabe geschaffen. Auch die gelochten Scheiben bestehen vorzugsweise aus zu einer flachen Spirale gewickelten, in Harz getränkten Verstärkungsfasern. Durch die eingepreßten, gelochten Scheiben und den Ring ist die Umgebung des Anlenkloches im Hebelarm praktisch nicht geschwächt. Die Verstärkungsfasern sowohl für die Schlaufe als auch für die gelochten Scheiben können Kohlenstoffasern sein.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Darstellung in auseinandergezogener Stellung der Teile des erfindungsgemäßen Hebels,
Fig. 1 a eine Unteransicht der Nabe des Hebels gemäß F i g. 1, 4S
F i g. 2 einen Prepreg-Streifen abgewandelter Form,
F i c. 3 eine Draufsicht des Hebels.
Der Hebel gemäß Fig. 3, welcher einen Schlaghebel für Schützenwebmaschinen darstellt, besteht aus einer Nabe 1 (Fig. 1) aus Stahl oder einem anderen Material, welche versehen ist mit einem Ansatz 2 zwecks Verbindung der Nabe mit dem Hebelarm.3. Die Nabe weist eine Klemmvorrichtung 4 auf, mittels welcher sie durch in den Bohrungen 5 und 6 geführte (nicht gezeichnete) Bolzen auf den Torsionsstab einer Abschußvorrichtung geklemmt werden kann. Der Ansatz 2 der Nabe weist eine U-förmige Ausnehmung 8 auf, deren Boden mit 9 bezeichnet ist. Auf der Unterseite (F i g. 1 a) der Nabe ist eine schlaufenförmige Nut 10 eingefräst, und zwar so tief, daß der Boden 9 im Bereich der Flanken Il und 12 entfernt und zwischen diesen Flanken ein zentraler, blattförmiger Teil oder eine Zunge 13 verblieben ist. Einige Prepreg-Streifen 15 bis 24, welche zum Teil die Gestak des fertigen Schlaghcbels (F i g. 3) aufweisen, befinden sich aufeinandergeschichtet auf der Unterseite des Hebels. Unter »Prepreg-Streifen« wird hier und im folgenden ein aus einer Prepreg-Platte geschnittener Streifen verstanden. Eine Prepreg-Platte besteht aus mit einem Harz imprägnierten Kohlenstoffasern. Die Platten sind zu einem bestimmten Grad vorpolymerisiert im Handel. Sie werden allgemein nach dem englischen »Preimpragnated« kurz als Prepregs bezeichnet, gelegentlich auch als Vorimprägnate. Die Länge der Prepreg-Streifen IS bis 24 nimmt zur Mitte der Schichtung ab und von dort wieder zu. Der Längsunterschied dient der Erzielung eines Schlaghebels mit in Längsrichtung gegen Ende abnehmender Dicke. Eine gelochte Scheibe 30 stößt mit seinem Außenumfang 34 an ein Ende 25 des Prepreg-Streifens 24 an. Zwei Prepreg-Streifen 31 und 32 liegen auf dem Streifen 24 so. daß ihr konkaves Ende 33 an den Außenumfang 34 der Scheibe 30 anstößt. Auf dem Prepreg-Streifen 32 befindet sich eine Klebfolie 35, d. h. ein Klebstoff in Folienform, dessen Aushärtungszyklus demjenigen der Prepreg-Streifen entspricht. Diese dient dazu, die Spannungen in der Klebschicht während des AushärtungsVorganges beim Pressen des Hebels, verursacht durch die Verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten von Stahl und Kohlenstoffasern, klein zu halten.
Eine Schlaufe 40 aus einem Kohlenstoffasem-Prepreg schließt sich dem Prepreg-Streifen 32 und der Klebfolie 35 an, und zwar so, daß der Innenumfang 41 einer Kurve 42 der Schlaufe zum Teil mit dem Innenumfang 43 des Loches in der Scheibe 30 zusammenfällt. Das eine Ende der Schlaufe 40 befindet sich in der in der Unterseite der Nabe 1 angebrachten Nut 10 (F i g. 1 a) und stützt sich seitlich auf den Flanken 11 und 12 der Ausnehmung 8 ab. Der Mittelpunkt der Kurve 42 und der Mittelpunkt der gelochten Scheibe 30 liegen auf einer Geraden 44. Auf der Schlaufe 40 befindet sich eine der ersten Klebfolien 35 ähnliche Klebfolie 45. In der Kurve 42 der Schlaufe ist ein Ring 46 angeordnet. Der Innenraum 47 der Schlaufe ist ausgefüllt mit einer Anzahl Prepreg-Streifen 50 bis 55, deren konkaves Ende 56 an den Außenumfang 57 des Ringes 46 anstößt. Das andere Ende dieser Prepreg-Streifen reicht bis zur Vorderkante der Zunge 13 der Nabe 1.
Der Innenraum der Schlaufe ist weiterhin ausgefüllt mit längeren Prepreg-Streifen 58 bis 67, deren Enden 68 die Zunge 13 der Nabe 1 bedecken. Das konkave Ende der Prepreg-Streifen 58 bis 67 ist bedeckt mit einer gelochten Scheibe 70, deren Mittelpunkt ebenfalls auf der Geraden 44 liegt. Die Schlaufe ist weiterhin bedeckt mit einer Anzahl Prepreg-Streifen 75 bis 103. Von den Prepreg-Streifen 75 bis 77 stößt ein konkaves Ende 105 an den Außenumfang 106 der Scheibe 70 an. Die Prepreg-Streifen 78 bis 99 nehmen ständig an Länge ab. Der Längenunterschied dient ebenfalls der Erzielung beim Pressen eines Schlaghebels mit in Längsrichtung gegen Ende abnehmender Dicke.
Alle vorhererwähnten Teile des Schlaghebels bilden durch Pressen bei geeignetem Druck, Temperatur und Zeitdauer durch das Zusammenfließen der Harze zusammen einen Preßkörper. Beim Pressen fließen die Harze zusammen und polymerisieren aus.
Zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird noch das Folgende bemerkt:
Wird keine Abnahme der Dicke des Schlaghebels in Längsrichtung angestrebt, so können die Prepreg-Streifen 15 bis 24 dieselbe Länge aufweisen, z. B. die des Prepreg-Streifens 15. Dasselbe gilt für die
Prepreg-Streifen 75 bis 103, welche dann alle die Länge des Prepreg-Streifens 75 haben können.
Die Dicke der gelochten Scheibe 30 entspricht ungefähr der Gesamthöhe der Prepreg-Streifen 15 bis 24. Die Scheibe kann mittels einer an sich bekannten Vorrichtung aus einem. Kohlenstoffasern enthaltenden Faden gewickelt sein, welcher während des Wikkelvorganges in einem Harz getränkt ist. Die Scheibe kann auch aus einem anderen Material, z.B. einem Metall oder Kunststoff, bestehen. Ähnliche Überlegungen gelten für die Scheibe 70.
Die Schlaufe 40 ist ebenfalls mittels einer an sich bekannten Wickelvorrichtung aus einem während des Wickeins in einem Harz getränkten Kohlenstoffasern enthaltenden Faden gewickelt. Die Schlaufe kanu aber auch aus einem Kohlenstoffasern enthaltenden Prepreg-Band gewickelt sein.
Die Prepreg-Streifen sind mittels einer Schablone aus eine Prepreg-Platte geschnitten, und zwar so, daß der Winkel zwischen der Faserrichtung in der Platte und der Längsachse des Schlaghebels für die Prepreg-Streifen abwechselnd 0°, +45°, -45° beträgt. Der Faserwinkel ist in F i g. 1 für jeden Prepreg-Streifen durch kurze Striche angedeutet. So beträgt der Faserwinkel für die Prepreg-Streifen 15. 16, 17 bzw. 0°, +45° und -45°. Es kann auch eine andere Orientierung der Kohlenstoffasern gewählt werden.
Die Anzahl der Prepreg-Streifen 15 bis 24 und 75 bis 103 wird bestimmt durch die gewünschte Dicke des fertigen Schlaghebels. Die Anzahl der Prepreg-Streifen 50 bis 67 im Innenraum 47 der Schlaufe 40 wird bestimmt durch die Höhe der Schlaufe, und zwar soll deren Anzahl so groß sein, daß nach dem Pressen der ganze Innenraum der Schlaufe ausgefüllt ist mit Verbundwerkstoff. Die Form der Prepreg-Streifen ist bedingt durch die für den fertigen Schlaghebel gewünschte Form, durch die Gestalt des Ansatzes 2 der Nabe und durch die Form der Schlaufe 40. Der Ring 46 kann aus einem Kunststoff oder einem anderen Material, z. B. Stahl, bestehen.
Es ist nicht unbedingt notwendig, daß die Schlaufe 40 auf beiden Seiten mit Prepreg-Streifen bedeckt ist. Es versteht sich, daß, abhängig von den Festigkeitsanforderungen des Schlaghebels, nur die Prepreg- Streifen 15 bis 24 oder 75 bis 103 angebracht sein können.
Werden Prepreg-Streifen gemäß F i g. 2 verwendet, welche bereits ein Loch 107 zwecks Bildung des Anlenkloches 108 des fertigen Schlaghebels (F i g. 3)
is aufweisen, so entfallen die Scheiben 30 und 70. Es versteht sich, daß das Anlenkloch 108 auch durch nachträgliches Bohren des Hebelarmes 3 erzeugt sein kann.
Obschon bei dem beschriebenen Schlaghebel von
ao Verbundwerkstoffen mit Kohlenstoffasern die Rede ist, kommen selbstverständlich auch Verbundwerkstoffe mit anderen Verstärkungsfasern, z.B. Borfasern, in Betracht.
Statt aus Prepreg-Streifen kann der Schlaghebel
as auch aus einzelnen Kohlenstoffasern bestehen, welche nach Einfüllen in die Presse und anschließendem Tränken mit Harz in einem Naß-Preßverfahren miteinander verbunden sind. Dies gilt insbesondere für den Innenraum 47 der Schlaufe 40. Statt aus einzelnen Fasern kann der Hebel auch aus mit Harz getränktem Whisker bestehen.
Wie schon aus der Bescbreibungseinleitung hervorgeht, ist der für Schützen-Webmaschinen bestimmte Schlaghebel nicht darauf beschränkt, sondem kann auch ein Hebel mit anderen Verwendungszwecken sein.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

  1. Patentansprüche: Dje Erfindung betrifft einen Hebel, insbesondere 1. Hebel, insbesondere Schlaghebel, für Schiit- einen Schlaghebel für Schützen-Webmaschinen, bezen-Webmaschinen, bestehend aus einer Nabe und stehend aus einer Nabe und einem Hebelarm,
    einem Hebelarm, dadurch gekennzeich- Es ist für einen Hebel, welcher mechanisch hoch net, daß die Nabe (1) mit einer U-förmigen 5 beansprucht wird durch mit hoher Frequenz auftre-Ausnehmung (8) versehen ist, welche durch in tende Beschleunigungskräfte, wichtig, daß er trotz Richtung des Hebelarmes (3) verlaufende Flan- der erforderlichen hohen mechanischen Festigkeit ken (11, 12) begrenzt ist und in welcher sich eine gelinge Masse hat. Ein gutes Beispiel für einen eine aus einem Verbundwerkstoff hergestellte, solchen Hebel ist der Schlaghebel der Abschußvorsich seitlich an den Flanken (11, 12) der Aus- — richtung einer Schützen-Webmaschine. Bei einer solnehmung (8) abstützende Schlaufe (40) befindet, chen Abschußvorrichtung ist ein Torsionsstab an daß der Innenraum (47) der Schlaufe ausgefüllt einem Ende drehfest eingespannt, während auf das ist mit mindestens einem Prepreg-Streifen (50 andere Ende die Nabe eines Schlaghebels geklemmt bis 67), daß weiterhin mindestens eine der Stirn- ist, an dessen freiem Ende ein Schlagstück angelenkt Seiten der Schlaufe (40) mit mindestens einem 15 ist. Zum Abschießen des Schützen wird der Tor-Prepreg-Streifen (15 bis 24; 75 bis 103) bedeckt sionsstab tordiert und die dabei gespeicherte Energie ist und daß die Schlaufe (40), die Prepreg-Strei- bei der Entdrillung dem Schlaghebel mitgeteilt, fen (15 bis 24; 50 bis 67; 75 bis 103) und die welche über das Schlagstück den Schützen mit einer Nabe (1) zusammen einen Preßkörper bilden. bestimmten Geschwindigkeit durch das Webfach
  2. 2. Hebel nach Anspruch 1, dadurch gekenn- =>° schießt. Die Arbeitsleistung einer Webmaschine wird zeichnet, daß der Boden (9) der Ausnehmung (8) mitbestimmt durch die Schützengeschwindigkeit und die Gestalt einer Zunge (13) aufweist, welche sich die Schußfrequenz, und es ist daher Voraussetzung, zwischen den Flanken (11, 12) der Ausnehmung daß der Schlaghebel sehr hoch beschleunigt wird. Da (8) in Richtung des Hebelarmes (3) erstreckt. die Schützengeschwindigkeit bestimmt wird durch die
  3. 3. Hebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- 25 im Torsionsstab gespeicherte Energie, ist es wichtig, kennzeichnet, daß der Hebelarm (3) ein Anlenk- daß der Schiaghebel eine geringe Masse aufweist, daloch (108) aufweist, welches aus einem sich am mit nur ein geringer Teil dieser Energie für seine Be-Hebelende (42) innerhalb der Schlaufe (40) be- schleunigung verbraucht wird. Durch die hohe findlichen Ring (46) und aus mindestens einer Schußfrequenz der Abschußvorrichtung ist der auf einer Seite der Schlaufe angeordneten geloch- 30 Schlaghebel auch sehr hohen Wechsel-Stoßbelastunten Scheibe (30, 70) gebildet ist. sen ausgesetzt.
  4. 4. Hebel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Es ist bekannt, einen Schlaghebel aus einem hochkennzeichnet, daß zwecks Bildung eines Anlenk- wertigen Stahl herzustellen. Dieser ist aber schwer, loches (108) im Hebelarm (3) die Prepreg-Strei- so daß ein verhältnismäßig großer Teil der Torsionsfen an der betreffenden Stelle mit einem Loch 35 energie für seine Beschleunigung aufgewendet wer-(107, F i g. 2) versehen sind. den muß.
  5. 5. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, dadurch gekennzeichnet, daß die Prepreg-Streifen einen Hebel zu schaffen, welcher eine geringe Masse (15 bis 24; 50 bis 67; 75 bis 103) aus einer Pre- aufweist und doch für hohe mechanische Beansprupreg-Platte geschnitten und so aufeinanderge- 40 chungen geeignet ist und auch wirtschaftlich hergeschichtet sind, daß deren Faserrichtung verschie- stellt werden kann. Diese Aufgabe wird durch die im den orientiert ist. Hauptanspruch gekennzeichneten Maßnahmen ge-
  6. 6. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, löst.
    dadurch gekennzeichnet, daß die sich auf einer Der Vorteil des erfindungsgemäßen Hebels besteht
    Seite der Schlaufe (40) befindlichen Prepreg- 45 darin, daß er ohne großen Arbeitsaufwand hergestellt
    Streifen (15 bis 24; 75 bis 103) zumindest teil- werden kann und bei geringer Masse großen mecha-
    weise eine unterschiedliche Länge aufweisen, wo- nischen Beanspruchungen gewachsen ist. Weiterhin
    bei die kürzeren Prepreg-Streifen sich zwischen besteht ein Vorteil darin, daß ein weiteres Anwen-
    längeren befinden. dungsgebiet erschlossen worden ist für einige neue
  7. 7. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5 50 Verstärkungsfasern, wie Kohlenstoff- und Borfasern, oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden welche Ausgangsstoffe sind für neue Faserverbund-(33, 56; 75 bis 77) der gegen den Ring (46) und werkstoffe, die sich auszeichnen durch außerordentdie Scheiben (30, 70) anstoßenden Prepreg-Strei- Hch günstige mechanische Eigenschaften bei sehr gefen (31, 32; 30 bis 67; 75 bis 77) bzw. dem ringem Gewicht. Es waren dazu schwierige techni-Außenumfang (34. 57 bzw. 106) des Ringes (46) 55 sehe Probleme zu bewältigen im Zusammenhang mit und der Scheibe (30, 70) angepaßt sind. der erforderlichen konstruktiven Anpassung des er-
  8. 8. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, findungsgemäßen Hebels an die besonderen Eigendadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufe (40) schäften und Anforderungen der neuen Werkstoffe, mittels Klebfolien (35, 45) mit der Nabe (1) und Weiterhin steht bekanntlich der weiteren Entwickden Prepreg-Streifen verklebt ist. 60 lung dieser Werkstoffe ihr außerordentlich hoher
  9. 9. Hebel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Preis im Wege, weil ihr Einsatz dadurch bisher sehr dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaufe (40) beschränkt war. Als überraschender Effekt hat sich und die gelochte Scheibe (30, 70) aus Verstär- ergeben, daß der Preis des erfindungsgemäßen Hekungsfasem gewickelt sind. bels, insbesondere bei Verwendung als Schlaghebel
  10. 10. Hebel nach Anspruch 9, dadurch gekenn- 65 in Schützen-Webmaschinen, betriebswirtschaftlich zeichnet, daß die Verstärkungsfasern Kohlenstoff- gesehen, als vorteilhaft bezeichnet werden kann,
    fasern sind. Der Boden der Ausnehmung des erfindungsgemäßen Hebels kann die Gestalt einer Zunee aufweisen,
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