EP2774732A1 - "Führungsschiene mit einer CFK-Einlage" - Google Patents

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EP2774732A1
EP2774732A1 EP14000737.8A EP14000737A EP2774732A1 EP 2774732 A1 EP2774732 A1 EP 2774732A1 EP 14000737 A EP14000737 A EP 14000737A EP 2774732 A1 EP2774732 A1 EP 2774732A1
Authority
EP
European Patent Office
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guide rail
fiber
fibers
rail according
layer
Prior art date
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Application number
EP14000737.8A
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English (en)
French (fr)
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EP2774732B1 (de
Inventor
Helmar Amend
Christoph Von Hiller
Alexander Fuchs
Christine Rominger
Matthias Schulz
Jonas Lank
Klaus-Martin Uhl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Andreas Stihl AG and Co KG
Original Assignee
Andreas Stihl AG and Co KG
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Publication date
Application filed by Andreas Stihl AG and Co KG filed Critical Andreas Stihl AG and Co KG
Publication of EP2774732A1 publication Critical patent/EP2774732A1/de
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Publication of EP2774732B1 publication Critical patent/EP2774732B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B27—WORKING OR PRESERVING WOOD OR SIMILAR MATERIAL; NAILING OR STAPLING MACHINES IN GENERAL
    • B27B—SAWS FOR WOOD OR SIMILAR MATERIAL; COMPONENTS OR ACCESSORIES THEREFOR
    • B27B17/00—Chain saws; Equipment therefor
    • B27B17/02—Chain saws equipped with guide bar
    • B27B17/025—Composite guide bars, e.g. laminated, multisectioned; Guide bars of diverse material

Definitions

  • the invention relates to a guide rail for a motor chain saw according to the preamble of claim 1.
  • Such a guide rail for a motor chain saw is from the US 4,903,410 A known.
  • the guide rail consists of a one-piece, elongated body made of steel, on whose opposite peripheral edges a guide groove for engagement of drive links of a saw chain is formed.
  • the main body has a connection section to be fixed to the motor chain saw and a rail head which serves to deflect the saw chain circulating on the guide rail.
  • a recess in the form of an elongated window is provided which extends from the connection portion to the rail head between the peripheral edges of the guide rail.
  • the window of the guide rail is filled with an insert made of a fiber composite material, which may consist of resin-impregnated fiber layers.
  • Such a constructed guide rail for a motor chain saw has a low weight and yet has sufficient strength against bending, compression, wear and torsional stresses. If such guide rails are used as intended, they have proven themselves in practice. Overstress, however, lead to damage to the composite of rail body and fiber composite material, which may have a failure of the guide rail result.
  • the invention has the object of developing a guide rail of the generic type such that the composite of the fiber composite material and the rail body made of steel withstands high loads without permanent damage to the guide rail occur.
  • the insert of fiber composite material consists of a central layer of at least one fiber layer whose fibers are at an angle to the longitudinal axis of the guide rail. On both sides of the middle layer at least two fiber layers are laid with aligned in the longitudinal direction of the guide rail fibers, wherein the insert made of fiber composite material is covered to the outside by a fiber fabric.
  • This multilayer structure with partially different orientation of the fibers leads to a highly loadable composite of base body and fiber composite material, wherein the total weight of the guide rail is low.
  • the unidirectional orientation of the fibers in the longitudinal direction of the guide rail gives the built guide rail a high stability against bending stresses.
  • a high stability under torsional stresses is advantageously effected by the fibers lying at an angle to the longitudinal axis of the guide rail, in particular the fibers of the middle layer.
  • the middle layer consists of at least two fiber layers whose fibers are at an angle of approximately 90 ° to each other.
  • the angle between the longitudinal axis of the guide rail and the fibers of the fiber layer of the central layer is selected such that it is between 30 ° and 60 °, in particular about 45 °.
  • the fiber layer of the middle layer is formed from a fiber fabric whose warp threads and weft threads are at an angle to the longitudinal direction of the guide rail.
  • the central fiber fabric and each one arranged on its two sides fiber layer is designed as integrally connected center member.
  • the insert is covered by the fiber fabric, which is expediently arranged in the plane of the rail side.
  • the outer fiber fabric and at least one fiber layer arranged on its inner side forms an integrally connected outer component.
  • the outer component expediently comprises two fiber layers fixedly connected to one another.
  • a filling component of fiber layers between the middle component and the outer component, which preferably consists of a plurality of fiber layers integrally connected to one another.
  • the fiber layers are connected by resin.
  • a fiber layer has rovings extending in the longitudinal direction of the guide rail. Rovings are bundles, strands or multifilament yarns of parallel filaments.
  • the fiber fabric in particular the fiber fabric of the middle layer is designed as a fabric with plain weave. It may also be advantageous to carry out the fiber fabric, in particular the outer fiber fabric, as a fabric with Koeper binding.
  • fibers in particular long fibers made of different materials can be used.
  • Carbon fibers are preferably used, in particular as carbon fiber mats and / or carbon fiber fabric. All layers have fibers of the same material; It may be appropriate to use fibers of different materials in the different fiber layers fiber mats and fiber fabric.
  • Fig. 1 shows a guide rail 1, as it is used in motor chain saws and z. B. in the DE 37 30 171 A1 is described.
  • the guide rail 1 consists of a base body 2 which is formed at one, rear end with a connection portion 3 and at its other, front end has a rail head 4.
  • the rail head 4 provided as a separate component is fixed to the base body 2 of the guide rail 1 by means of a joint section 5.
  • a star-shaped deflecting wheel 6 is rotatably supported.
  • a recess in the form of a window 7 is provided in the base body 2 of the guide rail 1, which in the embodiment shown in FIG Direction of the longitudinal axis 8 of the guide rail 1 between the terminal portion 3 and the rail head 4 extends.
  • the window 7 further extends transversely to the longitudinal axis 8 over a majority of the height H of the guide rail 1. It may be advantageous to form the window 7 in several parts, for. B. by extending transversely to the longitudinal axis 8 extending webs 9 of the body 2, the in Fig. 2 are indicated by dashed lines.
  • the - preferably consisting of a steel plate - flat base body 2 of the guide rail 1 has a first outer rail side 11 and a second outer rail side 12 ( Fig. 3 ) on.
  • a guide groove 15 is incorporated, which is used to guide in Fig. 2 schematically indicated propulsion members 16 of a saw chain 17 is formed on the base body 2 of the rail.
  • FIG. Fig. 1 is a schematic representation of a section along the line III-III in Fig. 1 again.
  • the insert 10 made of the fiber composite material 20 has a plurality of fiber layers 21 connected to the resin, wherein a central layer 23 is formed from at least one fiber layer 22 whose fibers are at an angle 24 (FIG. Fig. 7 ) to the longitudinal axis 8 of the main body 2 of the guide rail 1 lie.
  • the angle 24 between the longitudinal axis 8 of the guide rail 1 and the fibers of the fiber layer 22 at about 30 ° to 60 °, in particular at about 45 °, as in Fig. 7 is shown in the middle.
  • the middle layer 23 is composed of at least two fiber layers 22, wherein the fibers of a fiber layer 22 to the fibers of the other Fiber layer at an angle 26 to each other.
  • the angle 26 is about 60 ° to 120 °, in particular 90 °.
  • the fiber layers 22 of the central layer 23 may consist of a fiber fabric 27, as shown schematically in FIG Fig. 7 is reproduced.
  • the warp threads and the weft threads of the fiber fabric 27 are at an angle 26 to each other, which is expediently 90 °.
  • the fiber layers 21, which are arranged on both sides of the central layer 23 within the window 7, are covered to the outside by a fiber fabric 25.
  • the fiber fabric 25 covering the inner fiber layers 21 to the outside is preferably located approximately in the plane 19 of the rail side 11 or 12.
  • the insert 10 is composed of modules, which are cured after insertion into the window 7 of the body 2 under pressure and temperature of about 95 °, in addition resin can be introduced. During this baking of the composite material, if prepreg material is used, the resin associated with the fiber layers is liquefied so that the assemblies fuse into a one-piece insert 10 within the window 7.
  • the middle layer 23 is part of a middle component M, which altogether consists of four fiber layers 21, 22 ( Fig. 6 ).
  • Two central fiber layers 22, whose fibers are at an angle of approximately 90 ° to each other and form an angle 24 of 45 ° with the longitudinal axis 8, are aligned on their outer sides by a respective fiber layer 21 with unidirectional in the direction of the longitudinal axis 8 of the guide rail 1 fibers covered.
  • the middle fiber layers 22 expediently consist of a fiber fabric 27, in particular of a fiber fabric with plain weave. This has proved to be advantageous because it can be easily penetrated by the resin.
  • filling components F are arranged in the window 7, which are formed in the illustrated embodiment of three interconnected fiber layers 21 ( Fig. 5 ).
  • the fibers of the fiber layers 21 in the filling component F are aligned in the direction of the longitudinal axis 8 of the main body 2 ( Fig. 7 ).
  • the fibers of the fiber layers 21 are unidirectionally aligned in the direction of the longitudinal axis 8 of the main body 2.
  • Fig. 3 shows the Greef F are covered by external components A, which - are composed of three fiber layers - in the illustrated embodiment.
  • An outer fiber layer is formed by a fibrous web 25, which is suitably a weave in Koeperrison. Between the fiber fabric 25 and the filling member F at least one further fiber layer 21 is provided; In the exemplary embodiment, the outer component A has two fiber layers 21, which together with the fiber fabric 25 form the one-piece outer component A ( Fig. 4 ).
  • the fixing of the insert 10 in the window 7 is achieved by an adhesive bond which is provided between the inner edge 28 and the edge 29 of the insert 10.
  • the adhesive bond ensures an intimate, resistant connection of the insert 10 to the main body 2.
  • extensions 30 form, which are expediently formed integrally with the base body 2 and project transversely to the longitudinal axis 8 in the window 7.
  • the extensions 30 have undercuts 31 and have in side view according to the FIGS. 7 and 8 approximately mushroom-shaped.
  • the carbon fiber mats and carbon fiber fabric have the projections 30 corresponding recesses, so that the assemblies of outer component A, filling component F and center member M show corresponding recesses.
  • the inner edge 28 of the guide rail 1 with the insert 10 is intimately interlocked.
  • Transverse to the longitudinal axis 8 is characterized a positive connection between the insert 10 and the base body 2 of the guide rail 1 is produced.
  • the recesses or recesses are punched out of the sheet material, which is inexpensive and easy.
  • rovings 40 extending from the connecting portion 3 of the body 2 to the rail head 4.
  • extensions 30 are provided, the near the inner edge 28 extending rovings 40.1, 40.2 are guided around the extensions 30, so that a roving 40th from the connection section 3 to the rail head 4 is not interrupted. This can avoid fraying of the fiber mats in the region of the extensions.
  • the continuous rovings also lead to a very good stability of the insert 10 made of fiber composite material.
  • the fiber layers 21, 22 may preferably be formed from carbon fibers, and be designed in particular as Carbonfäsermatten or carbon fiber fabric.
  • the fibers are preferably unidirectionally aligned in a mat or layer.
  • the carbon fiber layers or the fibers of the carbon fiber layers are prefixed with resin, ie preimpregnated with resin, or form a semi-finished product also referred to as "prepreg". After inserting the prepreg assemblies, the assembly is cured with the addition of resin and hardener at a suitable temperature for a predetermined time. It may also be expedient to embed the fibers of the carbon fiber layers in an uncured thermosetting plastic matrix.
  • the carbon insert may be advantageous to make the carbon insert from an endless filament by placing the filament on a support and embroidering it.
  • the thickness of the insert to be inserted into the main body is achieved by superimposing and repeatedly stitching the inserted endless thread.
  • the insertion can also be done directly in the window of the body.

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene für eine Motorkettensäge mit einem einteiligen, langgestreckten Grundkörper (2) aus Stahl, wobei der Grundkörper (2) flache Schienenseiten (11, 12) und an seinen gegenüberliegenden Umfangsrändern (13, 14) eine Führungsnut (15) zum Eingriff von Treibgliedern (16) einer Sägekette (17) aufweist. Zwischen den Umfangsrändern (13, 14) ist im Grundkörper (2) ein langgestrecktes Fenster (7) ausgebildet, das mit einer Einlage (10) aus einem Faserverbundwerkstoff (20) aus Harz und Fasern gefüllt ist. Die Fasern liegen in Richtung der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) ausgerichtet. Nach der Erfindung besteht die Einlage (10) aus mehreren mit Harz verbundenen Faserlagen (21, 22), wobei eine Mittellage (23) aus zumindest einer Faserlage (22) gebildet ist, deren Fasern in einem Winkel (24) zur Längsachse (8) des Grundkörpers (2) liegen. Auf beiden Seiten der Mittellage (23) sind mindestens zwei Faserlagen (21) mit in Richtung der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) ausgerichteten Fasern aufgelegt, wobei die inneren Faserlagen (21) nach außen durch ein Fasergewebe (25) abgedeckt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Führungsschiene für eine Motorkettensäge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Eine derartige Führungsschiene für eine Motorkettensäge ist aus der US 4,903,410 A bekannt. Die Führungsschiene besteht aus einem einteiligen, langgestreckten Grundkörper aus Stahl, auf dessen gegenüberliegenden Umfangsrändern eine Führungsnut zum Eingriff von Treibgliedern einer Sägekette ausgebildet ist. Der Grundkörper weist einen an der Motorkettensäge festzulegenden Anschlussabschnitt auf und einen Schienenkopf, der zur Umlenkung der auf der Führungsschiene umlaufenden Sägekette dient. Im Grundkörper ist eine Ausnehmung in Form eines langgestreckten Fensters vorgesehen, der sich vom Anschlussabschnitt bis zum Schienenkopf zwischen den Umfangsrändern der Führungsschiene erstreckt. Das Fenster der Führungsschiene ist mit einer Einlage aus einem Faserverbundwerkstoff ausgefüllt, welcher aus harzgetränkten Faserlagen bestehen kann.
  • Eine derartig aufgebaute Führungsschiene für eine Motorkettensäge hat ein geringes Gewicht und weist dennoch eine ausreichende Festigkeit gegen Biege-, Druck-, Verschleiß- und Torsionsbeanspruchungen auf. Werden derartige Führungsschienen bestimmungsgemäß eingesetzt, haben sie sich in der Praxis bewährt. Überbeanspruchungen führen jedoch zu Schäden an dem Verbund aus Schienengrundkörper und Faserverbundwerkstoff, was einen Ausfall der Führungsschiene zur Folge haben kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führungsschiene der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass der Verbund aus dem Faserverbundwerkstoff und dem Schienengrundkörper aus Stahl auch hohen Belastungen widersteht, ohne dass bleibende Schäden an der Führungsschiene auftreten.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die Einlage aus Faserverbundwerkstoff besteht aus einer Mittellage aus zumindest einer Faserlage, deren Fasern in einem Winkel zur Längsachse der Führungsschiene liegen. Auf beiden Seiten der Mittellage werden mindestens zwei Faserlagen mit in Längsrichtung der Führungsschiene ausgerichteten Fasern aufgelegt, wobei die Einlage aus Faserverbundwerkstoff nach außen durch ein Fasergewebe abgedeckt ist.
  • Dieser mehrschichtige Aufbau mit teilweise unterschiedlicher Orientierung der Fasern führt zu einem hochbelastbaren Verbund aus Grundkörper und Faserverbundwerkstoff, wobei das Gesamtgewicht der Führungsschiene gering ist. Die unidirektionale Ausrichtung der Fasern in Längsrichtung der Führungsschiene gibt der gebauten Führungsschiene eine hohe Stabilität gegen Biegebeanspruchungen. Eine hohe Stabilität bei Torsionsbeanspruchungen wird vorteilhaft durch die unter einem Winkel zur Längsachse der Führungsschiene liegenden Fasern, insbesondere den Fasern der Mittellage bewirkt.
  • Bevorzugt besteht die Mittellage aus mindestens zwei Faserlagen, deren Fasern in einem Winkel von etwa 90° zueinander liegen. Zweckmäßig ist dabei der Winkel zwischen der Längsachse der Führungsschiene und den Fasern der Faserlage der Mittellage derart gewählt, dass er zwischen 30° und 60° liegt, insbesondere etwa 45° beträgt.
  • In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Faserlage der Mittellage aus einem Fasergewebe gebildet, dessen Kettfäden und Schussfäden im Winkel zur Längsrichtung der Führungsschiene liegen.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist das mittige Fasergewebe und jeweils eine auf seinen beiden Seiten angeordnete Faserlage als einteilig verbundenes Mittenbauteil gestaltet.
  • Nach außen wird die Einlage durch das Fasergewebe abgedeckt, welches zweckmäßig in der Ebene der Schienenseite angeordnet ist. Dabei bildet das äußere Fasergewebe und mindestens eine auf seiner Innenseite angeordnete Faserlage ein einteilig verbundenes Außenbauteil. Zweckmäßig umfasst das Außenbauteil zwei miteinander fest verbundene Faserlagen.
  • Um eine hohe Packungsdichte der Faserlagen zu erhalten, ist vorgesehen, zwischen dem Mittenbauteil und dem Außenbauteil ein Füllbauteil aus Faserlagen anzuordnen, das vorzugsweise aus mehreren miteinander einteilig verbundenen Faserlagen besteht. Die Faserlagen sind dabei durch Harz miteinander verbunden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine Faserlage in Längsrichtung der Führungsschiene verlaufende Rovings auf. Als Rovings werden Bündel, Stränge oder Multifilamentgarne aus parallel angeordneten Filamenten bezeichnet.
  • Das Fasergewebe, insbesondere das Fasergewebe der Mittellage ist als Gewebe mit Leinwandbindung gestaltet. Es kann auch vorteilhaft sein, das Fasergewebe, insbesondere das äußere Fasergewebe als Gewebe mit Koeperbindung auszuführen.
  • Grundsätzlich können Fasern, insbesondere Langfasern aus unterschiedlichen Materialien zum Einsatz kommen. Bevorzugt werden Carbonfasern verwendet, insbesondere als Carbonfasermatten und/oder Carbonfasergewebe. Dabei weisen alle Lagen Fasern aus einem gleichen Material auf; es kann zweckmäßig sein, in den verschiedenen Faserlagen Fasermatten und Fasergewebe Fasern aus unterschiedlichen Materialien zu verwenden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im Einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht auf eine erfindungsgemäße Führungsschiene mit einer Einlage aus einem Verbundwerkstoff,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht eines Grundkörpers der Führungsschiene nach Fig. 1,
    Fig. 3
    einen Schnitt durch eine Führungsschiene mit einer Einlage aus Verbundwerkstoff längs der Linie III-III in Fig. 1,
    Fig. 4
    einen Schnitt durch ein Außenbauteil der Einlage nach Fig. 1,
    Fig. 5
    einen Schnitt durch ein Füllbauteil der Einlage nach Fig. 1,
    Fig. 6
    einen Schnitt durch ein Mittenbauteil der Einlage nach Fig. 1,
    Fig. 7
    eine Seitenansicht der Führungsschiene nach Fig. 2 mit schematisch dargestellten Faserlagen der Einlage,
    Fig. 8
    eine Seitenansicht auf den Grundkörper nach Fig. 2 mit in der Einlage angedeuteten Rovings.
  • Fig. 1 zeigt eine Führungsschiene 1, wie sie bei Motorkettensägen Verwendung findet und z. B. in der DE 37 30 171 A1 beschrieben ist. Die Führungsschiene 1 besteht aus einem Grundkörper 2, der an einem, hinteren Ende mit einem Anschlussabschnitt 3 ausgebildet ist und an seinem anderen, vorderen Ende einen Schienenkopf 4 aufweist. Der als separates Bauteil vorgesehene Schienenkopf 4 ist mit einem Fügeabschnitt 5 am Grundkörper 2 der Führungsschiene 1 festgelegt. Im Schienenkopf 4 ist ein sternförmiges Umlenkrad 6 drehbar gehalten.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist im Grundkörper 2 der Führungsschiene 1 eine Ausnehmung in Form eines Fensters 7 vorgesehen, das sich im gezeigten Ausführungsbeispiel in Richtung der Längsachse 8 der Führungsschiene 1 zwischen dem Anschlussabschnitt 3 und dem Schienenkopf 4 erstreckt. Das Fenster 7 erstreckt sich ferner quer zur Längsachse 8 über einen Großteil der Höhe H der Führungsschiene 1. Es kann vorteilhaft sein, das Fenster 7 mehrteilig auszubilden, z. B. durch sich quer zur Längsachse 8 erstreckende Stege 9 des Grundkörpers 2 aufzuteilen, die in Fig. 2 strichliert angedeutet sind.
  • Der - vorzugsweise aus einer Stahlplatte bestehende - flache Grundkörper 2 der Führungsschiene 1 weist eine erste äußere Schienenseite 11 und eine zweite äußere Schienenseite 12 (Fig. 3) auf. An seinen äußeren Umfangsrändern 13 und 14 ist eine Führungsnut 15 eingearbeitet, die zur Führung von in Fig. 2 schematisch angedeuteten Treibgliedern 16 einer Sägekette 17 am Grundkörper 2 der Schiene ausgebildet ist.
  • Das - im Ausführungsbeispiel einteilig ausgeführte - Fenster 7 ist mit einer Einlage 10 aus einem Faserverbundwerkstoff 20 (Fig. 1) gefüllt. Fig. 3 gibt in schematischer Darstellung einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig. 1 wieder.
  • Die Einlage 10 aus dem Faserverbundwerkstoff 20 weist mehrere mit Harz verbundene Faserlagen 21 auf, wobei eine Mittellage 23 aus zumindest einer Faserlage 22 gebildet ist, deren Fasern in einem Winkel 24 (Fig. 7) zur Längsachse 8 des Grundkörpers 2 der Führungsschiene 1 liegen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung liegt der Winkel 24 zwischen der Längsachse 8 der Führungsschiene 1 und den Fasern der Faserlage 22 bei etwa 30° bis 60°, insbesondere bei etwa 45°, wie in Fig. 7 in der Mitte dargestellt ist. Es kann zweckmäßig sein, in einzelnen Carbonfaserlagen 21, 22 und/oder im Carbonfasergewebe 25 Carbonfasern bzw. -fäden vorzusehen, die in einem Winkel 34 von etwa 90° zur Längsachse 8 des Grundkörpers 2 liegen (Fig. 7).
  • Auf beiden Seiten der Mittellage 23 sind mindestens zwei Faserlagen 21 angeordnet, die in Richtung der Längsachse 8 der Führungsschiene 1 ausgerichtete Fasern aufweisen. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Mittellage 23 aus mindestens zwei Faserlagen 22 zusammengesetzt, wobei die Fasern der einen Faserlage 22 zu den Fasern der anderen Faserlage in einem Winkel 26 zueinander liegen. Der Winkel 26 beträgt etwa 60° bis 120°, insbesondere 90°.
  • In Weiterbildung der Erfindung können die Faserlagen 22 der Mittellage 23 aus einem Fasergewebe 27 bestehen, wie es schematisch in Fig. 7 wiedergegeben ist. Die Kettfäden und die Schussfäden des Fasergewebes 27 liegen in einem Winkel 26 zueinander, der zweckmäßig 90° beträgt.
  • Die Faserlagen 21, die beidseitig der Mittellage 23 innerhalb des Fensters 7 angeordnet sind, sind nach außen durch ein Fasergewebe 25 abgedeckt. Das die inneren Faserlagen 21 nach außen abdeckende Fasergewebe 25 liegt vorzugsweise etwa in der Ebene 19 der Schienenseite 11 bzw. 12.
  • Wie Fig. 3 zeigt, ist die Einlage 10 aus Baugruppen zusammengesetzt, die nach dem Einlegen in das Fenster 7 des Grundkörpers 2 unter Druck und Temperatur von etwa 95° ausgehärtet werden, wobei zusätzlich Harz eingebracht werden kann. Während dieses Backens des Verbundwerkstoffs wird - sofern Prepreg Material verwendet ist - das mit den Faserlagen verbundene Harz verflüssigt, so dass die Baugruppen zu einer einteiligen Einlage 10 innerhalb des Fensters 7 verschmelzen.
  • Es kann auch vorteilhaft sein, die einzelnen harzlosen Faserlagen und das Fasergewebe zunächst in den Grundkörper einzulegen und in ihrer Einbaulage im Grundkörper mit einem vorgemischten flüssigen Harz und Binder zu durchtränken. Vorteilhaft erfolgt dies bereits im Werkzeug. Dem temperierten Werkzeug wird abschließend Harz und Härter unter Druck zugeführt und der Verbundwerkstoff ausgehärtet.
  • Im Ausführungsbeispiel ist die Mittellage 23 Teil eines Mittelbauteils M, das insgesamt aus vier Faserlagen 21, 22 besteht (Fig. 6). Zwei mittlere Faserlagen 22, deren Fasern in einem Winkel von etwa 90° zueinander liegen und mit der Längsachse 8 einen Winkel 24 von 45° bilden, werden auf ihren äußeren Seiten von je einer Faserlage 21 mit unidirektional in Richtung der Längsachse 8 der Führungsschiene 1 ausgerichteten Fasern abgedeckt. Die mittleren Faserlagen 22 bestehen dabei zweckmäßig aus einem Fasergewebe 27, insbesondere aus einem Fasergewebe mit Leinwandbindung. Dieses hat sich als vorteilhaft erwiesen, da es vom Harz einfach durchdrungen werden kann.
  • Beidseitig des Mittenbauteils M sind im Fenster 7 Füllbauteile F angeordnet, die im gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei miteinander verbundenen Faserlagen 21 gebildet sind (Fig. 5). Die Fasern der Faserlagen 21 im Füllbauteil F sind in Richtung der Längsachse 8 des Grundkörpers 2 ausgerichtet (Fig. 7). Die Fasern der Faserlagen 21 liegen unidirektional in Richtung der Längsachse 8 des Grundkörpers 2 ausgerichtet.
  • Wie Fig. 3 zeigt, werden die Füllbauteile F von Außenbauteilen A abgedeckt, die - im gezeigten Ausführungsbeispiel - aus drei Faserlagen zusammengesetzt sind. Eine äußere Faserlage ist von einem Fasergewebe 25 gebildet, welches zweckmäßig ein Gewebe in Koeperbindung ist. Zwischen dem Fasergewebe 25 und dem Füllbauteil F ist mindestens eine weitere Faserlage 21 vorgesehen; im Ausführungsbeispiel weist das Außenbauteil A zwei Faserlagen 21 auf, die zusammen mit dem Fasergewebe 25 das einteilige Außenbauteil A bilden (Fig. 4).
  • In einfacher Ausgestaltung der Einlage 10 ist die Festlegung der Einlage 10 im Fenster 7 durch einen Klebeverbund erzielt, der zwischen dem Innenrand 28 und dem Rand 29 der Einlage 10 vorgesehen ist. Der Klebeverbund stellt eine innige, widerstandsfähige Verbindung der Einlage 10 mit dem Grundkörper 2 sicher.
  • In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, am Innenrand 28 des Fensters 7 Fortsätze 30 auszubilden, die zweckmäßig einteilig mit dem Grundkörper 2 ausgebildet sind und quer zur Längsachse 8 in das Fenster 7 einragen. Die Fortsätze 30 weisen Hinterschnitte 31 auf und haben in Seitenansicht gemäß den Figuren 7 und 8 etwa pilzförmige Gestalt. Die Carbonfasermatten und Carbonfasergewebe haben den Fortsätzen 30 entsprechende Aussparungen, so dass die Baugruppen aus Außenbauteil A, Füllbauteil F und Mittenbauteil M entsprechende Ausnehmungen zeigen. Dadurch ist der Innenrand 28 der Führungsschiene 1 mit der Einlage 10 innig verzahnt. Quer zur Längsachse 8 ist dadurch ein formschlüssiger Verbund zwischen der Einlage 10 und dem Grundkörper 2 der Führungsschiene 1 hergestellt. Die Aussparungen bzw. Ausnehmungen werden aus dem flächigen Material ausgestanzt, was kostengünstig und einfach ist.
  • Zweckmäßig sind in den Faserlagen 21, 22 Rovings verarbeitet, die aus einem Bündel, einem Strang oder aus Multifilamentgarn aus Carbon bestehen. Wie in Fig. 8 am Beispiel einer Faserlage 21 dargestellt, verlaufen die Rovings 40 vom Anschlussabschnitt 3 des Grundkörpers 2 durchgehend bis zum Schienenkopf 4. Sind Fortsätze 30 vorgesehen, werden die nahe dem Innenrand 28 verlaufenden Rovings 40.1, 40.2 um die Fortsätze 30 herumgeführt, so dass ein Roving 40 vom Anschlussabschnitt 3 bis zum Schienenkopf 4 nicht unterbrochen ist. Damit kann ein Ausfransen der Fasermatten im Bereich der Fortsätze vermieden werden. Die durchgehenden Rovings führen ferner zu einer sehr guten Stabilität der Einlage 10 aus Faserverbundwerkstoff.
  • Die Faserlagen 21, 22 können vorzugsweise aus Carbonfasern gebildet sein, und insbesondere als Carbonfäsermatten oder Carbonfasergewebe ausgebildet sein. Dabei liegen die Fasern in einer Matte oder Schicht vorzugsweise unidirektional ausgerichtet. Vorteilhaft sind die Carbonfaserlagen bzw. die Fasern der Carbonfaserlagen mit Harz vorfixiert, also mit Harz vorimprägniert oder bilden ein auch als "Prepreg" bezeichnetes Halbzeug. Nach dem Einlegen der Prepreg Baugruppen wird die Anordnung unter Zugabe von Harz und Härter bei einer geeigneten Temperatur über eine vorgegebene Zeit ausgehärtet. Es kann auch zweckmäßig sein, die Fasern der Carbonfaserlagen in eine ungehärtete duroplastische Kunststoffmatrix einzubetten.
  • Es kann vorteilhaft sein, die Carboneinlage aus einem endlosen Filament herzustellen, indem das Filament auf einem Träger aufgelegt und festgestickt wird. Die Dicke der in den Grundkörper einzulegenden Einlage wird durch Übereinanderlegen und wiederholtes Feststicken des eingelegten Endlosfadens erzielt. Das Einlegen kann auch unmittelbar in das Fenster des Grundkörpers erfolgen.

Claims (13)

  1. Führungsschiene für eine Motorkettensäge mit einem langgestreckten Grundkörper (2) aus Stahl, wobei der Grundkörper (2) flache Schienenseiten (11, 12) und an seinen gegenüberliegenden Umfangsrändern (13, 14) eine Führungsnut (15) zum Eingriff von Treibgliedern (16) einer Sägekette (17) aufweist, und mit einem zwischen den Umfangsrändern (13, 14) im Grundkörper (2) ausgebildeten, langgestreckten Fenster (7), das mit einer Einlage (10) aus einem Faserverbundwerkstoff (20) aus Harz und Fasern gefüllt ist, wobei Fasern in Richtung der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) ausgerichtet liegen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (10) aus mehreren mit Harz verbundenen Faserlagen (21, 22) zusammengesetzt ist, wobei eine Mittellage (23) aus zumindest einer Faserlage (22) gebildet ist, deren Fasern in einem Winkel (24) zur Längsachse (8) des Grundkörpers (2) liegen, und dass auf beiden Seiten der Mittellage (23) mindestens zwei Faserlagen (21) mit in Richtung der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) ausgerichteten Fasern aufgelegt sind, und dass die Faserlagen (21) nach außen durch ein Fasergewebe (25) abgedeckt sind.
  2. Führungsschiene nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittellage (23) aus mindestens zwei Faserlagen (22) besteht, deren Fasern in einem Winkel von etwa 90° zueinander liegen.
  3. Führungsschiene nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) und den Fasern der Faserlage (22) der Mittellage (23) etwa 45° beträgt.
  4. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Faserlage (22) der Mittellage (23) aus einem Fasergewebe (27) gebildet ist, dessen Kettfäden und Schussfäden im Winkel (24) zur Längsachse (8) des Grundkörpers (2) liegen.
  5. Führungsschiene nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das mittige Fasergewebe (27) und jeweils eine auf seinen beiden Seiten angeordnete Faserlage (21) ein einteilig verbundenes Mittenbauteil (M) bilden.
  6. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Fasergewebe (25) etwa in der Ebene (19) der Schienenseite (11, 12) liegt.
  7. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Fasergewebe (25) und eine auf seiner inneren Seite angeordnete Faserlage (21) ein einteilig verbundenes Außenbauteil (A) bilden.
  8. Führungsschiene nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Außenbauteil (A) zwei miteinander fest verbundene Faserlagen (21) umfasst.
  9. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittenbauteil (M) und dem Außenbauteil (A) ein Füllbauteil (F) aus Faserlagen (21) angeordnet ist, wobei das Füllbauteil (F) aus vorzugsweise mehreren miteinander einteilig verbundenen Faserlagen (21) besteht.
  10. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Faserlage in Richtung der Längsachse (8) des Grundkörpers (2) verlaufende Rovings (40, 40.1, 40.2) aufweist.
  11. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergewebe (27) ein Gewebe mit Leinwandbindung ist.
  12. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Fasergewebe (25) ein Gewebe mit Koeperbindung ist.
  13. Führungsschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern Carbonfasern sind.
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