DE3300278A1 - Composite bow with hollow arms - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verbundbögen zum Bogenschießen und insbesondere auf solche Verbundbögen, die hohle Arme besitzen.The invention relates to compound bows for archery and, more particularly, to such compound bows which have hollow arms own.
Zurückgebogene Bögen sind viele Jahre lang zum Sogenschießen in großem Umfange verwendet worden. Derartige Bögen zeichnen sich insbesondere durch einfache Konstruktion, niedrige Kosten und geringes Gewicht aus. Ein wesentlicher Nachteil derartiger Bögen besteht darin, daß der Bogenschütze mit dem Bonen zielen muß, während er gleichzeitig eine maximale Kraft aufwenden muß, um den Bogen auf voller Spannung zu halten.Curved back bows have been in for pull-back shooting for many years been used to a great extent. Such arches are characterized in particular by simple construction, low costs and light weight. A major disadvantage of such bows is that the archer must aim with the bonen, while at the same time using maximum force to keep the bow at full tension.
Verbundbögen (Compoundbögen) wurden entwickelt, um diesen Nachteil bzw. dieses Problem bei der Verwendung eines zurückgebogenen Bogens (recurve bow) zu lösen. Der Verbundbogen verwendet eine Anordnung aus Rollen und Aufwickelseilen, die so ausgelegt ist, daß die Kraft, die erforderlich ist, um den Bogen in einer voll gespannten Position zu halten, reduziert wird. Beim Betrieb des Verbundbogens tritt die maximale Zugkraft auf, bevor die voll gespannte Position erreicht ist. Wenn das Spannen des Bogens über die Position der maximalen Kraft hinaus fortgesetzt wird, nimmt die erforderliche Spannkraft auf einen Wert ab, der kleiner ist als das Maximum. Ein Vorteil des Verbundbogens besteht darin, daß der Bogenschütze einen kurzen Ruck ausüben kann, um den Bogen über die Position maximaler Kraftanwendung hinaus zu spannen. Dann kann der Bogenschütze den Bogen in der voll gespannten Position halten, indem er eine geringere Kraft ausübt. Die Position bei voller Spannung kann damit aufrechterhalten werden, während eine geringere Kraft ausgeübt wird, als dies bei einem vergleichbaren zurückgebogenen Bogen erforderlich ist. Dieses Merkmal gibt dem Bogenschützen mehr Zeit und ermüdet ihn weniger während des Intervalles, das für das eigentliche Zielen erforderlich ist.Compound bows were developed around this Disadvantage or to solve this problem when using a recurve bow. The composite arch uses an arrangement of pulleys and take-up ropes that is designed to provide the force required to pull the bow in a fully cocked position is reduced. When operating the compound arch, the maximum tensile force occurs, before the fully cocked position is reached. When the tensioning of the bow continues beyond the position of maximum force the required clamping force decreases to a value that is smaller than the maximum. An advantage of the compound arch is that the archer can exert a short jerk to pull the bow past the position of maximum force to stretch out. Then the archer can hold the bow in the fully drawn position by using a exercising less force. The position at full tension can thus be maintained while using less force is exercised than is required for a comparable bent-back arch. This characteristic gives the archer more time and less fatigue during the interval required for actual aiming.
Ein Nachteil von Verbundbögen besteht darin, daß sie wesentlich schwerer sind als ein zurückgebogener Bogen vergleichbarer Leistung. Dieses zusätzliche Gewicht ist bedingt durch die Anordnung von Rollen und Aufwickelseilen, die erforderlich sind, um die verringerte Kraft bei voller Spannung zu erreichen. Das erhöhte Gewicht des Verbundbogens verringert die Effizienz des Bogens, weil ein Teil der im voll gespannten Bogen gespeicherten Energie verwendet wird, um die größere Masse des Verbundbogens zu bewegen. Diese Energie subtrahiert sich von der Energie, die dem Pfeil erteilt wird, und reduziert die Effektivität des Verbundbogens. Zusätzlich trägt die Aufnahme des höheren Gewichtes des Verbundbogens während des zum eigentlichen Zielen erforderlichen Intervalls dazu bei, daß der Bogenschütze ermüdet, und dadurch wird die Effektivität des Verbundbogens weiter beeinträchtigt.A disadvantage of composite bows is that they are significantly heavier than a comparable bent-back bend Power. This extra weight is due to the arrangement of pulleys and take-up ropes that are required to achieve the reduced force at full tension. The increased weight of the composite bow reduces the efficiency of the Arch because some of the energy stored in the fully tensioned arch is used to create the greater mass of the composite arch to move. This energy is subtracted from the energy given to the arrow and reduces the effectiveness of the Composite arch. In addition, the absorption of the higher weight of the compound bow contributes to the actual aiming necessary interval will help tire the archer and thereby make the compound bow more effective further impaired.
Es sind zahlreiche Versuche gemacht worden, um bei zurückgebogenen Bögen das Gewicht so gering wie möglich zu halten, indem in der Konstruktion Hohlabschnitte verwendet worden sind. Beispielsweise zeigt US-PS 3 015 327 die Verwendung einer Honigwabenstruktur längs des äußeren Randes eines zurückgebogenen Bogen. In ähnlicher Weise zeigt US-PS 4 122 821 einen zurückgebogenen Bogen, der mit hohlen Armen hergestellt ist.Numerous attempts have been made to deal with bent back Arches keep the weight as low as possible by using hollow sections in the construction. For example, U.S. Patent 3,015,327 shows the use of a honeycomb structure along the outer edge of a recurved one Arc. Similarly, U.S. Patent No. 4,122,821 shows one bent back arch made with hollow arms.
Die bekannten Konstruktionen mit Hohlarmen zur Herabsetzung des Gewichtes von zurückgebogenen Bögen ist aus einer Vielzahl von Gründen nicht mit Erfolg auf die Konstruktion von Verbundbögen übertragen worden. Ein Grund hierfür besteht darin, daß bei der Konstruktion eines Verbundbogens die Arme des Bogens flexibel mit dem Handgriffteil des Bogens über Schraubbolzen und Zapfen ^befestigt sind. Der Versuch, einen hohlen Arm auf diese Weise zu befestigen, führt häufig zu einem Brechen des Armes aufgrund der hohen Kompressionskräfte, die durch die Befestigungsanordnung erzeugt werden. Ein weiterer Grund dafür, daß Hohlarme in Verbundbögen nicht mit Erfolg eingesetzt werden, besteht darin, daß hohe Verwindungsmomente an den Spitzen der Arme der Verbund-The known constructions with hollow arms to reduce the weight of bent-back arches are made up of a large number of Reasons have not been successfully carried over to the construction of composite arches. One reason for this is that the Construction of a composite bow the arms of the bow flexibly with the handle part of the bow via screw bolts and tenons ^ are attached. Attempting to attach a hollow arm in this way often results in arm breakage due to the high compression forces exerted by the mounting arrangement be generated. Another reason why hollow arms are not used successfully in composite arches is because that high torsional moments at the tips of the arms of the composite
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bögen auftreten. Diese Verwindungsmomente entstehen durch die vorbeschriebene Anordnung aus Rollen und Aufwickelseilen. Die Auslegung mancher Verbundbögen macht es erforderlich, daß diese Rollen und Seile mit den Spitzen der Arme in einer Ebene befestigt werden, die gegenüber der Mittenlinie des Bogens versetzt ist. Diese Versetzung erzeugt hohe Armverwindungsmomente, wenn der Bogen gespannt wird. Eine weitere Quelle für ein Verwindungsmoment ist das Moment, das von der Hand des Bogenschützen Über den Handgriff des Bogens auf die Arme übertragen wird. Verbundbogenarme sind für diese Art von Drehmoment stärker anfällig als die Arme von zurückgebogenen Bögen, und zwar aufgrund des Kraftvervielfachungseffektes der Rollen und Seile. Mit bekannten Hohlarmkonstruktionen läßt sich nicht die Festigkeit erzielen, die erforderlich ist, um diesen Verwindungsmomenten entgegenzueirken,es treten dann Armverformungen, Vibrationen im Arm und Seilfehlausrichtungen auf, was zu Ungenauigkeiten beim Schießen führt und die Güte des Bogens beeinträchtigt.arcs occur. These torsional moments arise from the above-described arrangement of rollers and winding ropes. the Design of some composite arches requires that these pulleys and ropes with the tips of the arms in one plane be attached opposite the center line of the arch is offset. This dislocation creates high arm twisting moments, when the bow is drawn. Another source of twisting moment is that of the hand of the Archers About the handle of the bow is transferred to the arms. Compound bow arms are for this type of More susceptible to torque than the arms of bent-back arches, due to the force multiplication effect of the Pulleys and ropes. With known hollow arm structures can not achieve the strength that is required to this Counteract torsional moments, arm deformations then occur, Vibrations in the arm and rope misalignments on what leads to inaccuracies in shooting and affects the quality of the bow.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verbundbogen mit Hohlarmen hoher Festigkeit und eine Verbundbogenkonstruktion geringen Gewichtes mit faserverstärkten Hohlarmen zu schaffen.The object of the invention is to provide a composite arch with hollow arms of high strength and a composite arch construction of low strength To create weight with fiber-reinforced hollow arms.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 erzielt. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved according to the invention with the features of the characterizing part of claim 1. Further refinements of the invention are the subject of the subclaims.
Der Verbundbogen nach vorliegender Erfindung weist Arme auf, die aus Vielfachlagen aus faserverstärktem Material aufgebaut sind. Das faserverstärkte Material hat die Form dünner Schichten, die selektiv in Längsrichtung des Armes angeordnet sind, um die Biegeeigenschaften optimal auszugestalten, einer Verwindung zu widerstehen und Kompressionskräfte aufzunehmen.The composite arch according to the present invention has arms which are constructed from multiple layers of fiber-reinforced material. The fiber reinforced material is in the form of thin layers which are selectively arranged in the longitudinal direction of the arm around the To optimally design bending properties, to withstand twisting and to absorb compression forces.
Die Teile des Armes, die nicht hohen Kompressionskräften oder Verwindungsmomenten ausgesetzt sind, sind so ausgebildet, daß sie Hohlräume besitzen, damit das Gewicht des Armes entscheidend reduziert wird. Die Bereiche des Armes, die hohen Kompressionskräften ausgesetzt sind, erhalten eine höhere Festigkeit dadurch, daß Lagen aus Material eingesetzt werden, die Verstärkungsfasern enthalten, welche zur Aufnahme dieser Kräfte orientiert sind. In ähnlicher Weise werden die Bereiche an der Spitze des Armes, die hohen Verwindungsmomenten ausgesetzt sind, durch Verwendung von Fasern hoher Festigkeit, die in einer Richtung orientiert sind, in der sie einer Verwindung widerstehen, verstärkt. Desweiteren sind Möglichkeiten vorgesehen, die Flexibilität des Armes zu verändern, indem die Anzahl von Lagen aus Verstärkungsfasern, die bei der Konstruktion des Armes verwendet werden, variiert werden kann.The parts of the arm that do not require high compression forces or Are exposed to torsional moments, are designed so that they have cavities, so that the weight of the arm is crucial is reduced. The areas of the arm that are exposed to high compression forces are given greater strength in that layers of material are used, the reinforcing fibers included, which are oriented to absorb these forces. Similarly, the areas at the Tip of the arm, which is exposed to high torsional moments, thanks to the use of fibers of high strength, which are in a Are oriented in the direction in which they resist twisting, reinforced. Furthermore, possibilities are provided Alter the flexibility of the arm by increasing the number of layers of reinforcing fibers used in the construction of the arm can be used, can be varied.
Nachste-hend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:The invention is described below in conjunction with the drawing explained using an exemplary embodiment. It shows:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Verbundbogens gemäß der Erfindung, Fig. 1 is a side view of a composite sheet according to the invention,
Fig. 2 eine Endansicht des Verbundbogens nach Fig. 1, in der die Position des Bogens von einem Bogenschützen aus gesehen dargestellt ist,Figure 2 is an end view of the composite bow of Figure 1 showing the position of the bow as viewed from an archer is shown
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Armes des Bogens nach Fig. 1 gemäß der Erfindung,Fig. 3 is a perspective view of an arm of the bow of Fig. 1 according to the invention,
Fig. 4 eine perspektivische Explosivdarstellung des Armes nach Fig. 2, aus der sein konstruktiver Aufbau hervorgeht,FIG. 4 is a perspective exploded view of the arm according to FIG. 2, from which its structural design emerges,
Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht des dicken Endstückes des Armes nach Fig. 3, aus der die Relativpositionen der verschiedenen Schichten hervorgehen, die für die Konstruktion des Armes verwendet werden,5 shows, on an enlarged scale, a view of the thick end piece of the arm according to FIG. 3, from which the relative positions emerge of the different layers used in the construction of the arm,
Fig. 6 eine Aufsicht auf einen Teil des Armes der Fig. 3 einschließlich der Spitze des Armes, aus der die Positionen der verschiedenen Schichten hervorgehen, die bei der Konstruktion des Armes gelegt werden,Fig. 6 is a plan view of part of the arm of Fig. 3 including the tip of the arm from which the positions emerge from the various layers that are laid in the construction of the arm,
5 " : """ /33Q'D2'78 5 " : """ / 33Q'D2'78
F'ig. 7 in vergrößertem Maßstab eine Endansicht der Spitze des Armes längs der Linie 7-7 der Fig. 6 gesehen, undF'ig. 7, on an enlarged scale, is an end view of the tip of the Arm seen along line 7-7 of Fig. 6, and
Fig. 8 eine Aufsicht, die die relative Orientierung von drei Schichten zeigt, die bei der Konstruktion des Armes nach Fig. 3 verwendet «/erden.8 is a plan view showing the relative orientation of three Shows layers used in the construction of the arm of FIG.
Die Fig. 1 und 2 sind Seiten- und Endansichten eines Verbundbogens 10. Der Bogen 10 weist einen mittigen Handgriff 12 auf, mit dem ein oberer Arm 14 und ein unterer Arm 16 befestigt sind. Die Arme 14 und 16 sind mit dem Handgriff 12 mittels Bolzen oder Schrauben 18 befestigt, die durch geschlitzte Fallöcher 20 in den Armen 14 und 16 gesteckt sind und die durch Löcher im Handgriff 12 hindurch mittels Schraubeingriff befestigt sind. Die Arme 14 und 16 sind mit halbzylinderförmigen Zapfen 22 versehen, die gegen den Handgriff 12 drücken, wie in Fig. 1 gezeigt.Figures 1 and 2 are side and end views of a composite sheet 10. The bow 10 has a central handle 12 with which an upper arm 14 and a lower arm 16 are attached. The arms 14 and 16 are attached to the handle 12 by means of bolts or screws 18 which pass through slotted drop holes 20 in the arms 14 and 16 are inserted and which are fastened through holes in the handle 12 by means of screw engagement. The arms 14 and 16 have semi-cylindrical pins 22 which press against the handle 12, as in FIG. 1 shown.
Die Enden der Arme 14 und 16, die dem Handgriff 12 benachbart sind, werden auch als die verdickten Enden 24 bezeichnet, während die entgegengesetzten Enden als die Spitzenenden 26 bezeichnet werden. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind an den Spitzen der Arme 14 und 16 Schlitze vorgesehen, die ein Spiel für die Rollenanordnungen 30 ergeben. Diese Rollenanordnungen 30 bestehen jeweils aus drei Rollen 32, 34 und 36, die drehbar auf einer Achse 38 befestigt sind. Die Enden einer jeden Achse 38 werden in Achsblöcken 40 aufgenommen, die an beiden Seiten der Schlitze 28 angeordnet sind, wie Fig. 1 zeigt.The ends of the arms 14 and 16 which are adjacent to the handle 12 are also referred to as the thickened ends 24, while the opposite ends are referred to as the tip ends 26. As shown in Fig. 2, are at the tips the arms 14 and 16 are provided with slots which provide clearance for the roller assemblies 30. These roller assemblies 30 each consist of three rollers 32, 34 and 36 which are rotatably mounted on a shaft 38. The ends of each axle 38 are received in axle blocks 40 which are arranged on both sides of the slots 28, as shown in FIG. 1.
Eine Zugsehne 42 ist zwischen den Rollen 32 gespannt, wie Fig. zeigt. Die Enden der Zugsehne 42 sind um jede Rolle 32 herumgeführt und mit jeder Rolle befestigt; die Rollen 32 sind exzentrisch an den Achsen 38 befestigt. Ein erstes Aufwickelseil 44 ist zwischen der Rolle 36 auf dem Arm 14 und der Rolle 34 gespannt, die exzentrisch mit der von dem Arm 16 aufgenommenen Achse 38 befestigt ist. Ein zweites Aufwickelseil 46 ist zwischen der exzentrisch befestigten Rolle 34 auf dem Arm 14 undA tension cord 42 is stretched between the rollers 32, as shown in FIG. The ends of the tension cord 42 are looped around each roller 32 and attached to each roller; the rollers 32 are eccentrically attached to the axles 38. A first winding rope 44 is stretched between the roller 36 on the arm 14 and the roller 34 which is eccentric with that received by the arm 16 Axis 38 is attached. A second take-up rope 46 is between the eccentrically mounted pulley 34 on the arm 14 and
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der Rolle 36 gespannt, die von dem Arm 16 aufgenommen wird. Die Auf\!/ickelseile 44 und 46 ergeben in Verbindung mit den exzentrisch befestigten Laufrollen 34 eine nicht lineare Kraftcharakteristik für den Zug des Bogens 10, so daß eine maximale Zugkraft erzielt wird, bevor die volle Zugposition erreicht ist. Bei der Ausgestaltung des Bogens 10 kann die Spannung der Seile 44 und 46 sowie der Zugsehne 42 dadurch eingestellt werden, daß die Schraubbolzen 18, die zur Verbindung der Arme 14 und 16 mit dem Handgriff 12 verwendet werden, angezogen oder gelockert werden. Das Anziehen der Schraubbolzen 18 nach Fig. 1 bewirkt, daß die Arme 14 und 16 sich um die Zapfen 22 drehen, wodurch der Zug in der Zugsehne 42 und den Seilen 44 und 46 zunimmt.the roller 36, which is taken up by the arm 16, is tensioned. the On \! / Ickelseile 44 and 46 result in connection with the eccentric attached rollers 34 a non-linear force characteristic for the train of the sheet 10, so that a maximum Pulling force is achieved before the full pulling position is reached. When designing the arch 10, the tension of the ropes 44 and 46 and the tension cord 42 are adjusted in that the screw bolts 18, which are used to connect the arms 14 and 16 with the handle 12 can be used, tightened or loosened. Tightening the screw bolts 18 according to Fig. 1 causes that the arms 14 and 16 rotate about the pins 22, whereby the tension in the tension cord 42 and the cables 44 and 46 increases.
Um die verschiedenen Teile der Arme 14 und 16 einfacher identifizieren zu können, wird die Oberfläche-eines jeden Armes 14 oder 16, die der Zugsehne 42 zugewandt ist, als die Innenwand 29, und die gegenüberliegende Oberfläche eines jeden Armes als die Außenwand 27 nach Fig. 1 bezeichnet. Die Seiten der Arme 14 und 16, die den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegen, werden als die Aufwickelseiten 39 und 41 bezeichnet. Die Seiten der Arme 14 und 16, die der Zugsehne 42 am nächsten liegen, werden als Zugsehnenseiten 43 und 45 bezeichnet.To identify the different parts of arms 14 and 16 more easily To be able to do so, the surface of each arm 14 or 16 that faces the tension cord 42 becomes the inner wall 29, and the opposite surface of each arm referred to as the outer wall 27 of FIG. The sides of the arms 14 and 16, which are closest to the take-up ropes 44 and 46, are referred to as the take-up sides 39 and 41. The pages of the arms 14 and 16 closest to the tension tendon 42 are referred to as the tension tendon sides 43 and 45.
Aus Fig. 2 ergibt sich, daß die Zugsehne 42 sowie die Seile 44 und 46 jeweils auf entgegengesetzten Seiten der Mittenlinie des Bogens 10 versetzt sind. Der Bogen 10 ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, für einen Rechtshänder-Bogenschützen ausgelegt, der mit seiner rechten Hand den Bogen in einem Griffbereich 48 erfaßt. Sowohl die Zugsehne 42 als eine Pfeilstütze 50 sind links von der Mittenlinie des Bogens 10 angeordnet, während die "Aufwickelseile 44 und 46 rechts von der Mittenlinie angeordnet sind. Man hat festgestellt, daß dann, wenn der Bogenschütze die Sehne 42 spannt, ein erhebliches Verwindungsmoment an den Spitzen der Arme 14 und 16 aufgrund der Versetzung der Zugsehne 42 und (ior Seile 44, 46, und nuch aufgrund der Tatsache, daß die Seile 44 und 46 unter größerer Spannung stehen als die Sehne 42.From Fig. 2 it can be seen that the tension cord 42 and the cables 44 and 46 are each on opposite sides of the center line of the Arc 10 are offset. As shown in FIGS. 1 and 2, the bow 10 is designed for a right-handed archer who grasps the bow in a grip area 48 with his right hand. Both the tension cord 42 and an arrow support 50 are arranged to the left of the center line of the arch 10, while the "winding ropes 44 and 46 are arranged to the right of the center line are. It has been found that when the archer tensions the string 42, there is a significant amount of twist on the Tips of the arms 14 and 16 due to the displacement of the tension cord 42 and (ior ropes 44, 46, and also due to the fact that the Ropes 44 and 46 are under greater tension than tendon 42.
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auftritt. Die Pfeile 47 und 49 in Fig. 2 zeigen die Richtungen der Verwindungsmomente, die an den Spitzen 26 der Arme 14 und erzeugt werden. Ein für einen Linkshänder-Bogenschützen ausgelegter Bogen erhält eine spiegelbildliche Anordnung des Bogens 10 nach den Fig. 1 und 2, so daß die Zugsehne 42 und die Seile 44 und 46 jeweils links und rechts der Mittenlinie des Bogens angeordnet sind. Infolgedessen sind die bei einem Linkshänderbogen erzeugten Drehmomente in der Richtung den Drehmomenten entgegengesetzt, die durch die Pfeile 47 und 49 in Fig. 2 bezeichnet sind.occurs. The arrows 47 and 49 in Fig. 2 show the directions of the torsion moments at the tips 26 of the arms 14 and be generated. A bow designed for a left-handed archer receives a mirror-image arrangement of the bow 10 according to FIGS. 1 and 2, so that the tension cord 42 and the ropes 44 and 46 are arranged to the left and right of the center line of the arc, respectively. As a result, they are on a left-handed bow generated torques in the direction opposite to the torques indicated by the arrows 47 and 49 in FIG are designated.
Wenn die Zugsehne 42 des Bogens 10 von dem Bogenschützen gespannt wird, werden die Außenwände 27 der Arme 14 und 16 in den den Schraubbolzen 18 benachbarten Bereichen, und die Innenwände 29 der Arme 14 und 16 in den den Zapfen 22 benachbarten Bereichen erheblichen Druckkräften ausgesetzt. Wird die Zugsehne 42 gespannt, werden die Bereiche der Arme 14 und 16 zwischen den verdickten Enden 24 und den Spitzen 26 zusätzlich Biegekräften längs der Armachsen unterworfen. Damit werden die Arme 14 und 16 des gespannten Bogens 10 gleichzeitig Kompressionskräften in Bereichen in der Nähe der verdickten Enden 24, Biegekräften längs der Achsen des Armes zwischen dem verdickten Ende 24 und der Spitze 26, und ferner Verwindungsmomenten um die Achsen der Arme an den Spitzen 26 unterworfen. Um diesen Kräften und Drehmomenten widerstehen zu können, sind bekannte Kontruktionen von Verbundbogenarmen so ausgelegt worden, daß verhältnismäßig dicke und massive Arme erhalten wurden, die zu einem sehr schweren Verbundbogen geführt haben.When the drawstring 42 of the bow 10 is tensioned by the archer, the outer walls 27 of the arms 14 and 16 become in the areas adjacent to the screw bolts 18, and the inner walls 29 of the arms 14 and 16 in the areas adjacent to the pins 22 Areas exposed to considerable compressive forces. When the tension tendon 42 is tensioned, the areas of the arms 14 and 16 become between the thickened ends 24 and the tips 26 are additionally subjected to bending forces along the arm axes. This will make the Arms 14 and 16 of the tensioned arch 10 simultaneously compressive forces in areas near the thickened ends 24, Bending forces along the axes of the arm between the thickened end 24 and the tip 26, and also torsional moments around the Axes of the arms at the tips 26 are subjected. In order to be able to withstand these forces and torques, there are known constructions of composite arch arms so that relatively thick and massive arms were obtained that become one very heavy compound bow.
In Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Verbundbogenarmes 1^6 gemäß der Erfindung dargestellt. Wie durch gestrichelte Linien in Fig. 3 gezeigt ist, verjüngt sich der Arm 16 in seiner Dicke in Längsrichtung, wobei das dünne Ende der Verjüngung zur Spitze 76 weist. Der Arm 16 besitzt zwei parallele, voneinander versetzte, verjüngte, rechteckförmige hohle Abschnitte 52, die von dem verdickten Ende 24 zu einer Stelle reichen, die etwa aufIn Fig. 3 is a perspective view of the composite bow arm 1 ^ 6 according to the invention is shown. As if by dashed Lines shown in Fig. 3, the arm 16 tapers in thickness in the longitudinal direction, with the thin end of the taper towards the Point 76 points. The arm 16 has two parallel, offset, tapered, rectangular hollow sections 52, the extend from the thickened end 24 to a point which is approximately on
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2/3 des Abstandes zur Spitze 26 liegt. Die äußere Gestalt des Armes 14 ist identisch mit der äußeren Gestalt des Armes 16, wie Fig. 3 zeigt. Die Arme 14 und 16 unterscheiden sich voneinander in ihrer inneren Konstruktion, wie nachstehend beschrieben wird.2/3 of the distance to the tip 26 is. The external shape of the Arm 14 is identical to the outer shape of arm 16, as FIG. 3 shows. The arms 14 and 16 differ from one another in their internal construction as described below.
Typische Dimensionen für jeden der Arme 14 und 16 (nicht eingeschlossen die Achsblöcke 40), sind eine Länge vom verdickten Ende 24 zur Spitze 26 von 48,26 cm, eine Breite von 5,08 cm und eine Dicke von 2,0 cm an dem dicken Ende, wobei die Verjüngung auf eine Dicke von 0,67 cm an der Spitze 26 abnimmt.Typical dimensions for each of the arms 14 and 16 (not including the axle blocks 40) are 48.26 cm in length from thickened end 24 to tip 26 and 5.08 cm in width and a thickness of 2.0 cm at the thick end with the taper decreasing to a thickness of 0.67 cm at the tip 26.
Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung der Konstruktion des Armes 16. Der Arm 16 ist aus einer Vielzahl von Lagen aus faserverstärkten Materialien aufgebaut. Das faserverstärkte Material hat die Form dünner Schichten, die aus in eine Harzmatrix eingebetteten Verstärkungsfasern zusammengesetzt sind. Wie weiter unten erläutert, verwendet die bevorzugte Ausführungsform Fasern aus Glas, Bor und Graphit, die selektiv so angeordnet sind, daß sie die gewünschten charakteristischen Eigenschaften für den Arm ergeben. Die Fasern sind in ungehärtetes, in Wärme aushärtendes Kunstharz in Form von dünnen, flexiblen Schichten eingebettet. Die faserverstärkten Schichten werden selektiv in eine Form 54 eingesetzt, um den Arm 16 in folgender Weise auszubilden. Linien, die die Achsen der Fasern darstellen, werden in Fig. 4 verwendet, um die Orientierung der Fasern in den verschiedenen Schichten für die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu skizzieren.Figure 4 is a perspective view of the construction of the arm 16. The arm 16 is made up of a plurality of layers made of fiber-reinforced materials. The fiber-reinforced Material takes the form of thin layers composed of reinforcing fibers embedded in a resin matrix. As explained below, the preferred embodiment uses fibers made of glass, boron, and graphite that are selectively so are arranged to give the desired characteristics for the arm. The fibers are in uncured, thermosetting synthetic resin embedded in the form of thin, flexible layers. The fiber reinforced layers are selectively inserted into a mold 54 to form arm 16 in the following manner. Lines forming the axes of the fibers are used in Fig. 4 to show the orientation of the fibers in the various layers for the preferred Outline embodiment of the invention.
Die Form 54 weist eine Bodenhälfte 55 mit einem Hohlraum 56 auf, der die Gestalt des Süßeren des Arme 16 hat und eine Aussparung 57 zur Aufnahme des Zapfens 22 einschließt, und ferner einen Ansatz 58 zur Ausbildung des Schlitzes 28 an der Spitze 26 des Armes 16 aufweist. Der Boden des Hohlraumes 57 entspricht der Innenfläche des Armes.The mold 54 has a bottom half 55 with a cavity 56, which has the shape of the sweeter of the arm 16 and a recess 57 for receiving the pin 22 includes, and also a shoulder 58 for forming the slot 28 at the tip 26 of the Has arm 16. The bottom of the cavity 57 corresponds to the inner surface of the arm.
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Die Konstruktion des Armes 16 beginnt dadurch, daß der Zapfen 22, der bereits vorher unter Verwendung von Glasfasermaterial in die geeignete Gestalt gebracht worden ist, in die Aussparung eingesetzt wird. Eine Schicht 60, die aus mit Graphit verstärkten, in eine Epoxydharzmatrix eingebetteten Fasern besteht, wird in die Form 54 am spitzen Ende eingesetzt und erstreckt sich etwa über 1/3 der Länge des Armes 16. Die Kohlefasern in der Schicht 60 sind in zwei Richtungen orientiert, so daß etwa eine gleiche Anzahl von Fasern längs zweier aufeinander senkrecht stehender Achsen orientiert sind. Die Schicht 60 ist so orientiert, daß die Achsen der Fasern in einem Winkel von 45° in bezug auf die Achse des Armes 16 angeordnet sind. Das Spitzenende der Schicht 16 ist in einem Winkel von 45° relativ zu dem Spitzenende des Armes geschnitten, wodurch sich eine verlängerte Seite 62 der Schicht 60 ergibt. Das verdickte Ende der Schicht 60 ist parallel zu dem verdickten Ende des Armes geschnitten. Wie weiter unten noch ausgeführt wird, ist die verlängerte Seite 62 in der Form 54 so orientiert, daß sie der Aufwickelseite des Armes, die den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegt, benachbart ist. Für den Arm 16 ist dies die Seite 41, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Die Breite der Schicht 60 ist größer als die Breite des Armes 16; das gesonderte Material, das gestrichelt in Fig. 4 gezeigt ist, wird über die Seiten des Hohlraumes 56 gezogen. Ein Teil der Mitte der Schicht 60 ist ausgeschnitten, damit das Material zurückgefaltet und über die Seiten des Vorsprunges 58 gezogen werden kann.The construction of the arm 16 begins by the pin 22, which had previously been used in the appropriate shape has been brought into the recess is used. A layer 60 made of graphite reinforced, consists of fibers embedded in an epoxy resin matrix, is inserted into the mold 54 at the pointed end and extends about 1/3 the length of arm 16. The carbon fibers in the Layer 60 are oriented in two directions so that approximately an equal number of fibers are along two perpendicular to each other vertical axes are oriented. Layer 60 is oriented so that the axes of the fibers are at an angle of 45 ° in with respect to the axis of the arm 16 are arranged. The tip end of layer 16 is at a 45 ° angle relative to that The tip end of the arm is cut, resulting in an elongated side 62 of the layer 60. The thickened end of the layer 60 is cut parallel to the thickened end of the arm. As will be explained below, the extended side is 62 oriented in the form 54 so that it is on the take-up side of the arm closest to the take-up ropes 44 and 46, is adjacent. For arm 16, this is side 41, as shown in FIG. 2. The width of the layer 60 is greater than that Width of arm 16; the discrete material shown in phantom in FIG. 4 is over the sides of cavity 56 drawn. Part of the center of layer 60 is cut out to allow the material to be folded back and over the sides of the Projection 58 can be drawn.
Eine Vielzahl von Schichten wird in die Form an dem verdickten Ende eingesetzt und erstreckt sich in Längsrichtung des Armes in einem Abstand, der ausreicht, um den Zapfen 22 zu überdecken. Die Schichten 64 weisen in einer einzigen Richtung orientierte Glasfasern auf, die in einer in Wärme aushärtenden Epoxydharzmatrix eingebettet sind. Die Schichten 64 sind in der Form 54 so orientiert, daß die Achse der Fasern im Winkel von 45° relativ zur Achse des Armes verläuft, und abwechselnde Lagen der Schichten 64 sind ferner so orientiert, daß ihre Faserachsen imA multitude of layers is thickened into the shape at which End inserted and extends in the longitudinal direction of the arm at a distance sufficient to cover the pin 22. The layers 64 comprise single-directionally oriented glass fibers contained in a thermosetting epoxy matrix are embedded. The layers 64 are oriented in the mold 54 so that the axis of the fibers is at an angle of 45 ° relative extends to the axis of the arm, and alternate layers of layers 64 are also oriented so that their fiber axes are in the
Winkel von 90° relativ zu den Faserachsen der benachbarten Schichten ausgebildet sind. Die Breite der Schichten 64 ist auch größer als die Breite des Armes, \i/ie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 4 angedeutet ist, so daß die Seiten der Schichten 64 über die Seiten des Hohlraumes 56 gelegt sind.Angle of 90 ° relative to the fiber axes of the adjacent layers are formed. The width of the layers 64 is also larger than the width of the arm, \ i / ie this by the dashed Lines in FIG. 4 is indicated so that the sides of the layers 64 are laid over the sides of the cavity 56.
Eine Vielzahl von Schichten 66 wird über die Schichten 64 an dem verdickten Ende 24 des Armes gesetzt und erstreckt sich etwa um 2/3 der Länge des Armes von dem verdickten Ende der Schicht 60 aus, wie in Fig. 4 gezeigt. Die Schichten 66 können auch das verdickte Ende der Schicht 60 überlappen, bestehen aus dem gleichen Material und sind in der gleichen Weise orientiert wie die Schichten 64. Die Schichten 66 sind ebenfalls breiter als die Armbreite, und infolgedessen legen sich ihre Seiten über die Seiten des Hohlraumes 56. Ein Teil der Seiten der Schichten 66 wird in verjüngter Weise geschnitten, damit die Ausbildung der verjüngten Armdicke in der nachstehend beschriebenen Weise erleichtert u/ird.A plurality of layers 66 are placed over layers 64 at thickened end 24 of the arm and extend approximately 2/3 the length of the arm from the thickened end of layer 60, as shown in FIG. Layers 66 may also overlap the thickened end of layer 60, are made of the same material, and are oriented in the same manner as layers 64. Layers 66 are also wider than the width of the arm and, as a result, their sides wrap over the sides of the Void 56. A portion of the sides of the layers 66 are cut in a tapered manner to facilitate the formation of the tapered arm thickness in the manner described below.
Eine Vielzahl von Schichten 68 wird über die Schichten 66 gesetzt und erstreckt sich über die volle Länge des Armes 16. Die Schichten 68 sind so geschnitten, daß sie in den Hohlraum passen. Die Schichten 68 bestehen jeweils aus in zwei Richtungen orientierten Glasfasern, die in eine Epoxydharzmatrix eingebettet sind. Die beiden Faserachsen sind parallel und senkrecht zur Achse des Armes orientiert.A plurality of layers 68 is superimposed on layers 66 and extends the full length of arm 16. Layers 68 are cut to fit into the cavity fit. The layers 68 each consist of glass fibers oriented in two directions, which are embedded in an epoxy resin matrix are. The two fiber axes are oriented parallel and perpendicular to the axis of the arm.
Eine Vielzahl von Schichten 72, die in einer Richtung orientierte Glasfasern enthalten, wird wie in Fig. 4 gezeigt gewickelt, damit die verjüngten, hohlen, rechteckförmigen Abschnitte 52, die in Fig. 3 dargestellt sind, entstehen. Die Schichten 72 sind jeweils mit einer sich verjüngenden Breite geformt, so daß sie beim Wickeln die hohlen Abschnitte 52 bilden, deren jeder eine verjüngte Dicke hat, bei der die Verjüngung gleichförmig von einem dicken Ende am verdickten Teil des Arme zu einem dünnen Ende bei einem Abstand von etwa 2/3 gegen die Spitze des ArmesA plurality of layers 72 containing unidirectionally oriented glass fibers are wound as shown in Fig. 4, so that the tapered, hollow, rectangular sections 52, which are shown in Fig. 3 arise. Layers 72 are each formed with a tapered width so that when they are wound they form the hollow portions 52, each of which is a has tapered thickness at which the taper is uniform from a thick end on the thickened part of the arm to a thin one End at a distance of about 2/3 towards the top of the arm
" : *"' "33(10278" : *"'"33 (10278
verläuft. Die Fasern innerhalb der Schichten 72 sind in einem Winkel von 45° zur Achse des Armes 16 orientiert. Die hohlen Abschnitte 52 sind in der Form auf den Schichten 68 am verdickten Ende des Armes angeordnet.runs. The fibers within layers 72 are oriented at a 45 ° angle to the axis of arm 16. The caves Portions 52 are arranged in the mold on layers 68 at the thickened end of the arm.
Hohle, verjüngte Blasen 74, die aus einem elastomeren Material, z.B. Silikongummi hergestellt sind, werden durch Öffnungen 76 in der Form 54 in die verdickten Enden eines jeden hohlen Abschnittes 52 eingesetzt. Die spitzen Enden der Blasen 74 sind versiegelt, und ihre verdickten Enden erstrecken sich durch öffnungen 76 der Form 54. Einlaßleitungen 78 sind vorgesehen, um die Blasen aufzublasen. Die Breite eines jeden hohlen Abschnittes ist so gewählt, daß ein hohler Raum 70 zwischen den beiden Abschnitten 52 verbleibt, wenn sie in ihrer Position in der Form 54 angeordnet sind.Hollow, tapered bladders 74 made from an elastomeric material, e.g. 52 used. The pointed ends of the bladders 74 are sealed and their thickened ends extend through openings 76 of mold 54. Inlet conduits 78 are provided to inflate the bladders. The width of each hollow section is chosen so that a hollow space 70 remains between the two sections 52 when in place in the mold 54 are arranged.
Eine Vielzahl von vertikal angeordneten Schichten 80, deren jeder in zwei Richtungen orientierte Glasfasern enthält, die im Winkel von 45° zu einer vertikalen Achse angeordnet sind, wird in den Raum 70 zwischen den beiden rechteckförmigen Abschnitten 52 in dem Bereich, der sich von dem verdickten Ende zum Zapfen 52 erstreckt und letzteren einschließt, eingesetzt. Die Schichten 80 sind mittig zwischen den Seiten des Armes angeordnet und erstrecken sich in der Höhe in einem Abstand gleich der Dicke der hohlen Abschnitte 52.A plurality of vertically arranged layers 80, each of which contains glass fibers oriented in two directions, which in the Angle of 45 ° to a vertical axis is arranged in the space 70 between the two rectangular sections 52 in the area which extends from the thickened end to the pin 52 and includes the latter. The layers 80 are located centrally between the sides of the arm and extend in height at a distance equal to the thickness of the hollow sections 52.
Eine Vielzahl von Schichten 82, die in zwei Richtungen orientierte Glasfasern enthalten, wird über den Schichten 68 angeordnet und erstreckt sich vom Spitzenende der Form 54 zu den hohlen rechteckförmigen Abschnitten 52. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind die Schichten 82 in ihrer Länge versetzt und ergeben eine gleichförmige Verjüngung vom Ende der rechteckförmigen Abschnitte 52 zur Spitze des Armes. In der Höhe erstrecken sich die Schichten 82 bis zur Hälfte der Dicke des Spitzenendes des rechteckförmigen Abschnittes 52. Eine Vielzahl von Schichten 84, die mit den Schichten 82 identisch, jedoch verkehrt herum angeordnet sind,A plurality of layers 82 oriented in two directions Glass fiber is placed over the layers 68 and extends from the tip end of the mold 54 to the hollow rectangular sections 52. As shown in Figure 4, the layers 82 are staggered in length to provide a uniform one Taper from the end of the rectangular sections 52 to the tip of the arm. The layers 82 extend in height up to half the thickness of the tip end of the rectangular one Section 52. A plurality of layers 84 which are identical to layers 82 but are arranged upside down,
wird über die Schichten 82 gesetzt. Die Schichten 82 und 84 bilden gemeinsam einen verjüngten, festen Teil des Armes, der sich von den Spitzenenden der Abschnitte 52 zur Spitze 26 des Armes erstreckt. Die Breite und die Orientierung der Fasern der Schichten 82 und 84 entsprechen der Breite und Orientierung der Fasern der Schichten 68. Eine Vielzahl von Schichten 86, die in Größe, Konstruktion und Orientierung identisch mit den Schichten 68 sind, wird über die hohlen Abschnitte 52, die Schichten 80 und die Schichten 84 gesetzt, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn die vorbeschriebenen Materialien in der Form in der in Fig. 4 gezeigten Reihenfolge angeordnet sind, werden nunmehr die Seiten der Schichten 60, 64 und 66, die vorher über die Seiten des Hohlraumes 56 und den Ansatz 58 geführt worden sind, um die darüber positionierten Schichten bis zu den Schichten 86 und diese eingeschlossen gewickelt.is placed over layers 82. Layers 82 and 84 together form a tapered solid portion of the arm that extends from the tip ends of sections 52 to tip 26 of the arm. The width and orientation of the fibers of layers 82 and 84 correspond to the width and orientation of the fibers of layers 68. A plurality of layers 86 identical in size, construction and orientation to layers 68 are inserted over the hollow portions 52, layers 80 and layers 84 are set as shown in FIG. With the aforesaid materials arranged in the mold in the order shown in Figure 4, the sides of layers 60, 64 and 66 which were previously passed over the sides of cavity 56 and lug 58 will now be positioned over them Layers up to and including layers 86 and wrapped.
Die Relativpositionen der verschiedenen Schichten,die innerhalb der Schichten 64 und 66 gewickelt sind, sind in Fig. 5 gezeigt; diese Fig.5 ist eine Ansicht des verdickten Endes 24 des Armes 16 in vergrößertem Maßstab. Fig. 5 zeigt ferner, daß die Schichten 72, 66 und 64 jeweils so gewickelt sind, daß die entsprechenden Seiten der Schichten 72, 66 und 64 sich überlappen. The relative positions of the various layers wrapped within layers 64 and 66 are shown in Figure 5; this Figure 5 is a view of the thickened end 24 of the arm 16 on an enlarged scale. 5 also shows that layers 72, 66 and 64 are each wound so that the respective sides of layers 72, 66 and 64 overlap.
Fig. 6 zeigt eine Aufsicht auf einen Teil des von der Spitze 26 ausgehenden Armes 16 und zeigt, wie die Schicht 60 über die Schichten 86 gewickelt ist. Die in den Schichten 60 und 86 gezeigten Linien entsprechen der bevorzugten Orientierung der Fasern innerhalb dieser Schichten. Die relativen Positionen der verschiedenen Schichten, die innerhalb der Schicht 60 gewickelt sind, ,sind in Fig. 7 gezeigt; diese Fig. 7 stellt eine Schnittansicht der Spitze 26 des Armes 16 nach der Linie 7-7 der Fig. in vergrößertem Maßstab dar. Fig. 7 zeigt ferner, daß die Schicht 60 über die Schichten 86 so gewickelt wird, daß die Seiten der Schicht 60 sich überlappen.Fig. 6 shows a plan view of part of the arm 16 extending from the tip 26 and shows how the layer 60 over the Layers 86 is wrapped. The lines shown in layers 60 and 86 correspond to the preferred orientation of FIG Fibers within these layers. The relative positions of the various layers that are wrapped within layer 60 are shown in Fig. 7; this Fig. 7 is a sectional view the tip 26 of the arm 16 along the line 7-7 of the Fig. On an enlarged scale. Fig. 7 also shows that the Layer 60 is wrapped over layers 86 so that the sides of layer 60 overlap.
Nach Fig. 4 wird eine Schicht 88, die in zwei Richtungen orientierte Graphitfasern in einem Winkel von 45° zur Achse des Armes enthalten, über die vorher gewickelten bzw. gelegten Schichten am Spitzenende des Armes gesetzt. Die Schicht 88 wird in gleicher Weise wie die Schicht 60 geschnitten, so daß das Spitzenende der Schicht 88 in einem Winkel von 45° zum Spitzenende des Armes geschnitten wird und eine verlängerteSeite 90 ausbildet. Die Schicht 88 wird jedoch verkehrt herum im Vergleich zur Orientierung der Schicht 60 angeordnet, so daß die verlängerte Seite 90 in der Nähe der Zugsehnenseite des Armes in unmittelbarer Nähe der Zugsehne 42 liegt. Für den Arm 16 ist dies die Seite 45, wie Fig. 2 zeigt. Die Orientierung der Schicht 88 in bezug auf die Schicht 60 ist in Fig. 8 gezeigt, in der die verschiedenen Schichten zwischen der Schicht 88 und der Schicht 60 aus Gründen der Übersichtlichkeit u/eggelassen worden sind.According to FIG. 4, a layer 88, the graphite fibers oriented in two directions at an angle of 45 ° to the axis of the Arms included, placed over the previously wrapped or laid layers at the tip end of the arm. Layer 88 is cut in the same manner as layer 60 so that the tip end of layer 88 is at a 45 ° angle to the tip end of the arm is cut and an elongated side 90 is formed. Layer 88, however, is compared upside down positioned to orient the layer 60 so that the elongated side 90 is near the tendon side of the arm in is in the immediate vicinity of the tension tendon 42. For the arm 16, this is the side 45, as FIG. 2 shows. The orientation of the Layer 88 in relation to layer 60 is shown in FIG. 8, in which the various layers between layer 88 and the Layer 60 has been omitted for the sake of clarity are.
Eine Schicht 92 mit in zwei Richtungen orientierten Borfasern, die in einer Epoxydharzmatrix eingebettet sind, wird über die Schicht 88 am spitzen Ende des Armes gesetzt. Die Schicht 92 wird in die Form eines Rhombus geschnitten, wobei das Spitzenende der Schicht 92 parallel zum Spitzenende der Schicht 88 verläuft. Die Orientierung der Schicht 92 relativ zu den Schichten 88 und 60 ist in Fig. 8 gezeigt. Nach Fig. 4 sind die Borfasern der Schicht 92 im Winkel von 45° zur Achse des Armes orientiert. Beide Schichten 88 und 92 sind breiter als die Breite des Hohlraumes 56 und sind ebenfalls so geschnitten, daß das Material über die Seiten des Ansatzes 58 zurückgefaltet und gezogen werden kann. Die gefalteten Seiten der Schichten 88 und 92 sind nach unten und um die Seiten der darunterliegenden Schichten bis zu den Schichten 60 und 64 und einschließlich dieser Schichten gewickelt. Die resultierende Anordnung ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt, die die relativen Positionen der Seiten und Enden der Schichten 60, 88 und 92 darstellt, nachdem sie in der vorbeschriebenen Weise gewickelt worden sind. Die Achsblöcke 40 nach Fig. 4, die aus einem GlasfasermaterialA layer 92 with boron fibers oriented in two directions and embedded in an epoxy resin matrix is over the Layer 88 is placed on the pointed end of the arm. Layer 92 is cut into the shape of a diamond with the tip end of layer 92 is parallel to the tip end of layer 88. The orientation of the layer 92 relative to the Layers 88 and 60 are shown in FIG. According to FIG. 4, the boron fibers of the layer 92 are at an angle of 45 ° to the axis of the arm oriented. Both layers 88 and 92 are wider than the width of cavity 56 and are also cut so that the material is folded back over the sides of the lug 58 and can be drawn. The folded sides of layers 88 and 92 are down and around the sides of those below Layers up to and including layers 60 and 64 and wrapped around these layers. The resulting arrangement is in 6 and 7 which illustrate the relative positions of the sides and ends of layers 60, 88 and 92 after they have been wrapped in the manner described above. The axle blocks 40 according to FIG. 4, which are made of a fiberglass material
vorgeformt sind, M/erden über die Schicht 92 gesetzt und sitzen auf dem Ansatz 58. Schließlich wird eine obere Hälfte 94 der Form 44 über die vorbeschriebene Anordnung gesetzt.are preformed, m / ground placed over layer 92 and seated on boss 58. Finally, an upper half 94 of mold 44 is placed over the previously described arrangement.
Die gesamte, in Fig. 4 gezeigte Anordnung wird in eine Formpresse eingebracht, die einen Druck von etwa 8,4 kg/cm2 aufbringt, um die Formhälften 55 und 94 zu schließen. Die Blasen werden aufgeblasen, indem ein Luftdruck von etwa 3,5 kg/cm2 in die Blasen 74 durch die Einlaßleitungen 78 zugeführt wird. Die Anordnung wird etwa 45 Minuten lang bei einer Temperatur von etwa 430C gehärtet. Während des Härtens fließt das Epoxydharz der verschiedenen Schichten ineinander, wodurch eine homogene Struktur erzielt wird, die feste Teile des Armes bildet. Die Verwendung eines elastomeren Materials, z.B. Silikongummi für die Blasen 74 bewirkt, daß diese Blasen sich bei Wärme ausdehnen. Diese Ausdehnung ergibt einen Druck auf die Innenwände der hohlen rechteckförmigen Abschnitte 52, wodurch Leerstellen vermieden werden und für die Wände eine gleichförmige Dichte erzielt wird. Dieses Verfahren des Pressens hohler Abschnitte ist ähnlich dem Verfahren nach US-PS 3 493 240. Wenn der Härtevorgang abgeschlossen ist, wird die Luft aus den Blasen entfernt und der Druck aus den hohlen Abschnitten 52 weggenommen. Der resultierende Arm 16, der die Form nach Fig. 3 hat, wird dadurch vervollständigt, daß das geschlitzte Abstandsloch 20 durch die Schichten 80 in der Nähe des verdickten Endes 24 des Armes gebohrt wird und Achsbefestigungslöcher 96 in die Achsblöcke 40 nach Fig. 3 gebohrt werden. Um die beiden öffnungen, die durch die hohlen Abschnitte 52 an dem verdickten Ende des Armes gebildet werden, abzudecken, können Kunststoffkappen festgeklebt werden.The entire assembly shown in FIG. 4 is placed in a compression molding press which applies a pressure of approximately 8.4 kg / cm 2 to close the mold halves 55 and 94. The bladders are inflated by applying an air pressure of about 3.5 kg / cm 2 into bladders 74 through inlet conduits 78. The arrangement is cured for about 45 minutes at a temperature of about 43 ° C. During curing, the epoxy resin of the various layers flows into one another, creating a homogeneous structure that forms solid parts of the arm. The use of an elastomeric material such as silicone rubber for bladders 74 causes these bladders to expand when heated. This expansion creates pressure on the interior walls of the hollow rectangular sections 52, thereby avoiding voids and providing a uniform density for the walls. This method of pressing hollow sections is similar to the method of U.S. Patent 3,493,240. When the curing process is complete, the air is removed from the bubbles and the hollow sections 52 are depressurized. The resulting arm 16, which is in the shape of FIG. 3, is completed by drilling the slotted spacer hole 20 through the layers 80 near the thickened end 24 of the arm and drilling axle mounting holes 96 in the axle blocks 40 of FIG will. In order to cover the two openings which are formed by the hollow sections 52 at the thickened end of the arm, plastic caps can be glued in place.
Bei der Konstruktion der bevorzugten Ausführungsform weisen die verwendeten Materialien Material der Type W-705 für die Schichten 60 und 88, Material der Type 1543 für die Schichten 64, 66 und 72, Material der Type 7576 für die Schichten 68, 80, 82,In constructing the preferred embodiment, the materials used include Type W-705 material for layers 60 and 88, Type 1543 material for layers 64, 66 and 72, Type 7576 material for layers 68, 80, 82,
und 86 sowie Material der Type CTl für die Schicht 92 auf. Diese verschiedenen Materialtypen werden von der Firma Fiberite Corporation, Winona, Minnesota, USA hergestellt.and 86 as well as material of the type CT1 for the layer 92. These various types of material are manufactured by Fiberite Corporation, Winona, Minnesota, USA.
Der vorbeschriebene hohle Arm 16 ist so ausgelegt, daß er ein geringes Gewicht hat, daß er jedoch selektiv verstärkt ist, um den Kompressions- und Biegekräften sowie den Verwindungsmomenten, die bei der Verwendung des Verbundbogens 10 auftreten, zu widerstehen. Beispielsweise ergibt sich in Verbindung mit den Fig. 1, 3 und 4, daß die vertikal angeordneten Schichten 80 zusammen mit den Schichten 64 an dem verdickten Ende 24 des Armes eine Verstärkung im Bereich des geschlitzten Abstandsloches 20 ergeben und ein Zerbrechen oder Verformen der Arme verhindern, wenn Schraubbolzen 18 zur Befestigung der Arme 14 und 16 mit dem Handgriff 12 verwendet werden. In ähnlicher Weise ergeben die Schichten 64 in Verbindung mit den Schichten 80 eine Abstützung in dem Bereich unterhalb des Zapfens 22. Wie vorstehend beschrieben, werden beim Einsatz des Bogens 10 die Arme und 16 erheblichen Kompressionskräften im Bereich zwischen dem Zapfen 22 und dem geschlitzten Loch 20 ausgesetzt. Die selektive Anordnung der Schichten 80 und der Schichten 64 ergibt die erforderliche Verstärkung, damit diese Kräfte aufgenommen werden können.The above-described hollow arm 16 is designed so that he has a low weight, but is selectively reinforced in order to withstand the compression and bending forces as well as the torsional moments, that occur when using the composite sheet 10 to withstand. For example, in connection with the 1, 3 and 4 that the vertically arranged layers 80 together with the layers 64 at the thickened end 24 of the Armes result in a reinforcement in the area of the slotted spacer hole 20 and breakage or deformation of the arms prevent when bolts 18 are used to attach arms 14 and 16 to handle 12. In a similar way the layers 64 in conjunction with the layers 80 provide support in the area below the peg 22. As above described, when using the bow 10, the arms 16 and 16 considerable compression forces in the area between the Pin 22 and the slotted hole 20 exposed. The selective arrangement of layers 80 and layers 64 provides the required reinforcement so that these forces can be absorbed can.
Die Schichten 60, 88 und 92 in Verbindung mit den Schichten 68, 82, 84 und 86 ergeben die erforderliche Verstärkung an der Spitze des Armes 16, damit die Verwindungsmomente, die durch die versetzte Sehne 42 und die Aufwickelseile 44 und 46 auftreten, aufgenommen werden können. Die Schichten 68, 82, 84 und 86 stellen einen festen Abschnitt des Armes über etwa 1/3 seiner Länge am spitzen Ende 26 dar. Es wurde festgestellt, daß die Erstellung dieses Teiles des Armes als fester Abschnitt die Möglichkeit gibt, die beim Betrieb des Bogens 10 auftretenden Drehmomente aufzunehmen. Die Schichten 60, 88 und 92 sind insbesondere so ausgebildet, daß sie einer Verwindung widerstehen, die durch die Aufwickelseile 44 und 46 verursacht wird.Layers 60, 88 and 92 in conjunction with layers 68, 82, 84 and 86 provide the necessary reinforcement at the Tip of the arm 16 so that the torsional moments that occur due to the offset tendon 42 and the winding ropes 44 and 46, can be included. Layers 68, 82, 84 and 86 provide a solid portion of the arm for about 1/3 of it Length at the pointed end 26. It was found that the Creation of this part of the arm as a fixed section gives the possibility of what occurs during the operation of the arch 10 Record torques. The layers 60, 88 and 92 are particularly designed so that they resist twisting, caused by the winding ropes 44 and 46.
33ÖÖ27833ÖÖ278
Die Schicht 60, die in der Nähe def Innenwand 29 des Armes angeordnet ist und die unter Verwendung von Graphitfasern hoher Festigkeit hergestellt ist, ergibt die erforderliche Verstärkung an der Spitze des Armes auf der Aufwickelseite, die den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegt, um einer Verwindung zu widerstehen. Nach den Fig. 2, 4 und 6 ist die verlängerteSeite 62 der Schicht 60 so orientiert, daß sie um die Aufwickelseite des Armes, die den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegt, gewickelt ist. Die verlängerte Seite 62 ergibt zusätzliches Material, wie Fig. 6 zeigt, um den Teil des Armes zu versteifen, der in der Nähe der Spitze an-der Aufwickelseite des Armes liegt, der den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegt.The layer 60, which is near def inner wall 29 of the arm is arranged and made using graphite fibers higher Strength is established, gives the required reinforcement at the tip of the arm on the take-up side closest to the take-up ropes 44 and 46 for twisting resist. Referring to Figures 2, 4 and 6, the extended side 62 of the layer 60 is oriented so that it is around the take-up side of the arm closest to the take-up ropes 44 and 46 is wound. The extended side 62 results in additional Material as shown in Figure 6 to stiffen the portion of the arm which is near the tip on the take-up side of the arm which is closest to the take-up ropes 44 and 46.
Entsprechend ist die Schicht 88, die in der Nähe der Außenwand 27 des Armes angeordnet ist, so orientiert, daß die verlängerte Seite 90 sich um die Zugsehnenseite des Armes, die der Zugsehne 42 am nächsten liegt, wickelt. Wie im Falle der Schicht 60 enthält die Schicht 88 auch Graphitfasern hoher Festigkeit, und (wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt) die verlängerte Seite 90 ergibt zusätzliches Material, um die Position des Armes in der Nähe der Spitze auf der Zugsehnenseite des Armes, die der Zugsehne 42 am nächsten liegt, zu versteifen, damit- der Verwindung entgegengewirkt wird. Zusätzlich wird die Schicht 92, die Borfasern hoher Festigkeit enthält, direkt unterhalb von Teilen der Achsblöcke 40 angeordnet. Die Schicht 92 bildet eine Halterung, um sowohl den Verwindungsmomenten als auch den Kompressionskräften zu widerstehen, die auf die Achsblöcke 40 durch die Gurtsehne 42 und die Aufwickelseile 44 und 46 ausgeübt werden.Accordingly, the layer 88, which is arranged in the vicinity of the outer wall 27 of the arm, is oriented so that the elongated Page 90 wraps around the tensile tendon side of the arm closest to the tensile tendon 42. As in the case of layer 60 layer 88 also includes high strength graphite fibers, and (as shown in Figures 6 and 7) the extended side 90 provides additional material to the position of the arm in the Stiffen the tip on the tensile tendon side of the arm that is closest to the tensile tendon 42 so as to prevent twisting is counteracted. In addition, the layer 92, which contains high strength boron fibers, is placed directly beneath parts the axle blocks 40 arranged. The layer 92 forms a support to both the torsional moments and the To withstand compressive forces exerted on the axle blocks 40 by the belt tendon 42 and the take-up ropes 44 and 46 will.
Wegen der selektiven Orientierung der Schichten 60, 88 und 92 relativ zu der Position der Aufwickelseile 44 und 46 des Bogens 10 ist es erforderlich, daß der obere Arm 14 und der untere Arm 16 in ihrer Herstellung differenziert werden, damit die richtige Orientierung erreicht wird. Beispielsweise ergibt die Orientie-Because of the selective orientation of layers 60, 88 and 92 relative to the position of winding cords 44 and 46 of the arch 10 it is necessary that the upper arm 14 and the lower arm 16 differentiated in their production so that the right one Orientation is achieved. For example, the orientation
COPY JCOPY J
rung der Schichten 60, 88 und 92, wie in den Fig. 4 und 6 gezeigt, die richtige Verstärkung für den unteren Arm 16 des Rechthandbogens 10 nach Fig. 2, da die verlängerte Seite 62 der Schicht 60 in der Nähe der Aufwickelseite 41 des Armes 16 positioniert ist, die die Seite ist, die den Aufwickelseilen 44 und 46 am nächsten liegt. Andererseits ist es für die Konstruktion des oberen Armes 14 des Bogens 10 erforderlich, daß die Schichten 60 und 88 in ihrer Orientierung umgekehrt ausgelegt sind, so daß die verlängerten Seiten 62 und 90 auf entgegengesetzten Seiten des Armes in bezug auf die in Fig. 4 gezeigten Positionen liegen. Die Schicht 92 ist ebenfalls vertauscht, so daß das Spitzenende der Schicht 92 parallel zum Spitzenende der Schicht 88 verbleibt, wie in Fig. 8 gezeigt. Diese Anordnung ergibt die einwandfreie Verstärkung für den oberen Arm 14, wobei die verlängerte Seite 62 der Schicht 60 in der Nähe der Aufwickelseite 39 des Armes 14 positioniert ist. Entsprechend werden die Arme 14 und 16 paarweise hergestellt und positionsgerecht markiert. Es ist auch darauf hinzuweisen, daß in einem für einen Linkshänder-Bogenschützen ausgelegten Bogen die Möglichkeit besteht, den oberen Arm 14 des Rechtshänder-Bogens 10 als den unteren Arm des Linkshänder-Bogens, und in ähnlicher Weise den unteren Arm 16 des Rechtshänder-Bogens 10 als den oberen Arm des Linkshänder-Bogens zu verwenden. Aufgrund der spiegelbildlichen Konstruktion des Linkshänder-Bogens ergibt die Umkehr der oberen und unteren Arme die richtige Verstärkung für den Linkshänder-Bogen.tion of layers 60, 88 and 92, as shown in Figs. 4 and 6, provide the correct reinforcement for the lower arm 16 of the Right hand bow 10 according to FIG. 2, since the extended side 62 of the layer 60 is in the vicinity of the winding side 41 of the arm 16 which is the side closest to the take-up ropes 44 and 46. On the other hand, it's for construction of the upper arm 14 of the sheet 10 requires the layers 60 and 88 to be reversed in orientation so that the extended sides 62 and 90 are on opposite sides of the arm with respect to those shown in FIG Positions. Layer 92 is also reversed so that the tip end of layer 92 is parallel to the tip end of the Layer 88 remains as shown in FIG. This arrangement gives the proper reinforcement for the upper arm 14, wherein the extended side 62 of the layer 60 is positioned near the take-up side 39 of the arm 14. Corresponding arms 14 and 16 are produced in pairs and marked in the correct position. It should also be pointed out that in one A bow designed for a left-handed archer has the option of using the upper arm 14 of the right-handed bow 10 as the lower arm of the left-handed bow, and similarly the lower arm 16 of the right-handed bow 10 as the to use the upper arm of the left-handed bow. Due to the mirror-image construction of the left-handed bow, the Reverse the upper and lower arms to provide the correct reinforcement for the left-handed bow.
j Nach den Fig. 1, 3 und 4 haben die Teile der Arme 14 und 16According to FIGS. 1, 3 and 4, the parts of the arms 14 and 16 have
zwischen den verdickten Enden 24 und einem Punkt etwa bei 2/3 der Länge zur Spitze 26 ein wesentlich geringeres Gewicht, indembetween the thickened ends 24 and a point about 2/3 the length to the tip 26 a much lighter weight by
j Hohlabschnitte 52 verwendet werden. Es wurde festgestellt, daßj hollow sections 52 are used. It was found that
- die Teile der Arme 14 und 16 in Längsrichtung der Hohlabschnitte - the parts of the arms 14 and 16 in the longitudinal direction of the hollow sections
52 hauptsächlich Biegekräften im Betrieb des Bogens 10 ausgesetzt sind, und daß eine leichte Biegung der Arme ohne Formänderung leicht durch Verwendung von glasfaserverstärkten Schichten 66>, 68, 72 und 86 erreichbar ist. Die Anzahl individueller52 are mainly subjected to bending forces during operation of the arch 10, and that a slight bending of the arms without changing their shape can easily be achieved by using glass fiber reinforced layers 66>, 68, 72 and 86. The number of individual
*" 330"Ö278* "330" Ö278
Schichten 66, 68, 72 und 86, die bei der Konstruktion der Arme 14 und 16 verwendet werden, kann so variiert werden, daß der gewünschte Grad an Flexibilität erreicht wird, da mehr Schichten die Steifigkeit des Armes erhöhen.Layers 66, 68, 72 and 86 used in the construction of arms 14 and 16 can be varied to accommodate the The desired degree of flexibility is achieved as more layers increase the stiffness of the arm.
Die Konstruktion des Verbundbogens 10 unter Verwendung der hohlen Arme 14 und 16 in der vorbeschriebenen Weise ergibt einen Verbundbogen mit geringem Gewicht, der selektiv verstärkt ist, damit ein weiches und gleichförmiges Verbiegen der Arme 14 und 16 während des Betriebes des Bogens 10 gewährleistet ist, während eine Verformung aufgrund von Verwindungsmomenten oder Kompressionskräften verhindert wird. Weil die Verwendung der Arme eliminiert worden ist, werden zusätzlich sowohl die Genauigkeit des Bogens als auch die Lebensdauer der Arme wesentlich erhöht.Constructing the composite sheet 10 using the hollow arms 14 and 16 in the manner previously described provides one Lightweight composite arch that is selectively reinforced to allow the arms 14 and 14 to flex smoothly and uniformly 16 is guaranteed during the operation of the arch 10, while deformation due to torsional moments or Compression forces is prevented. In addition, because the use of the arms has been eliminated, both the The accuracy of the bow as well as the life of the arms is significantly increased.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Während beispielsweise die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit einem bestimmten Stil eines Verbundbogens gezeigt ist, können mit geringeren Modifikationen die Hohlarme so ausgelegt werden, daß sie in einer Vielzahl von unterschiedlichen Modellen von Verbundbögen verwendbar sind.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. For example, while the preferred embodiment of the invention in connection with a Shown in a particular style of composite arch, with minor modifications, the hollow arms can be designed to they can be used in a variety of different composite arch models.
Claims (1)
dadurch gekennzeichnet, daßlJ composite bows for archery with a handle, upper and lower arms, each having a thickened end and a point opposite this end, a device near the thickened ends of the arms for attaching the arms to the handle so that an inner wall of each arm is closest to the handle, an adstand opening through each arm from the inner to an outer wall opposite the inner wall, a pivoting device attached to the inner wall of each arm for pivoting the arms about the handle, a caster assembly, one with the outer wall near the tip of each arm for rotatably securing the pulleys, a tension cord stretched between the arms and attached to the pulleys at each end, the axis of the tendon being offset from the center line of the bow that the tensile tendon of one side of each arm referred to as the tensile tendon side , and winding cords extending between the arms and connected to the pulleys at each end, the axes of the winding cords being offset from the center line of the arch so that the receiving cords are closest to a different side of each arm which is located opposite one side and is referred to as the take-up side,
characterized in that
eine achte Vielzahl von Schichten über die vierte unddie fünfteinterposing a seventh plurality of layers between the first and second hollow sections, the seventh plurality of layers oriented perpendicular to the third plurality of layers and extending longitudinally of the first plurality of layers from the thickened end,
an eighth plurality of layers over the fourth and fifth
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833300278 DE3300278A1 (en) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | Composite bow with hollow arms |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833300278 DE3300278A1 (en) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | Composite bow with hollow arms |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3300278A1 true DE3300278A1 (en) | 1984-07-26 |
Family
ID=6187799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833300278 Ceased DE3300278A1 (en) | 1983-01-07 | 1983-01-07 | Composite bow with hollow arms |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3300278A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644929A (en) * | 1985-03-27 | 1987-02-24 | Archery Designs, Inc. | Limb structure for archery bows |
-
1983
- 1983-01-07 DE DE19833300278 patent/DE3300278A1/en not_active Ceased
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4644929A (en) * | 1985-03-27 | 1987-02-24 | Archery Designs, Inc. | Limb structure for archery bows |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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