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Dokumentenidentifikation DE3913602A1 31.10.1990
Titel Greiferstange aus faserverstärkten Kunststoffbändern
Anmelder Lindauer Dornier GmbH, 8990 Lindau, DE
Erfinder Gsell, Rainer, Dipl.-Ing. (FH), 8995 Weißensberg, DE;
White, Phil, Tempe Arizona, US
Vertreter Riebling, P., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 8990 Lindau
DE-Anmeldedatum 25.04.1989
DE-Aktenzeichen 3913602
Offenlegungstag 31.10.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.1990
IPC-Hauptklasse D03D 47/12

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Greiferstange aus faserverstärkten Kunststoffbändern (Prepreg) als Zahnstange für schützenlose Webmaschinen, wobei eine Anzahl der faserverstärkten Kunststoffbänder nach Art von Höhenschichtlinien aufeinander gestapelt angeordnet sind und entsprechend dem zu bildenden Zahnprofil in Verbindung mit einem Preßvorgang und einer Wärmebehandlung verformt werden.

Eine derartige Greiferstange für schützenlose Webmaschinen ist bereits aus der DE 35 27 202 C1 des Anmelders bekannt. Die dortige Greiferstange ist ebenfalls nach Art von Höhenschichtlinien aus aufeinander gestapelten Prepregs hergestellt, weist aber zusätzlich Seitenstege auf, so daß sich nachteilig ein relativ hohes Gewicht ergibt. Hierdurch könnte sich, aufgrund der herrschenden Massenbeschleunigung, ein höherer Verschleiß einstellen.

Im weiteren weist die bekannte Greiferstange, entsprechend dem zu bildenden Zahnprofil, Ausstanzungen auf, die in den stufenweisen Aufbau der Greiferstange eingebracht sind, wobei aber nachteilig zumindest einzelne Fasern aus der Zahnoberfläche austreten können, wodurch insbesondere bei der Herstellung dort Treppenstufen an den Zahnflanken entstehen, was zu einer Harzanreicherung führen könnte, was wiederum zu einem erhöhten Verschleiß im Bereich der Zahnflanken führte.

Die bekannte Greiferstange ist im weiteren in der Herstellung relativ aufwendig und teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Greiferstange der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei geringeren Herstellungskosten und bei leichterem Gewicht eine bessere Verschleißfestigkeit erreicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß zwar vor dem Herstellungsprozeß die einzelnen Prepregs jeweils zueinander gekreuzte Winkelgrade aufweisen, daß aber im Verlaufe des Preßvorganges bzw. der Wärmebehandlung durch die Einwirkung der Werkzeugform eine Längenänderung des vorher gradlinigen Prepregs erwirkt wird, wodurch wegen der besonderen Anordnung des Faserverlaufs der Prepregs nun nicht etwa die einzelne Faser verlängert wird, sondern vielmehr lediglich die Winkelorientierung des Faserverlaufs geändert insbesondere verkleinert wird, und zwar derart, daß im Verlaufe des Herstellungsprozesses der vorher gekreuzte Faserverlauf nun in erwünschter Weise annähernd parallel ausgerichtet wird. Die Fasern werden hierbei selbst nicht gestreckt, sondern die mit dem Preßvorgang einhergehende Längenänderung erwirkt lediglich eine Winkeländerung des Faserverlaufes, so daß in einfacher Art im weiteren ein in Bezug auf mechanische Eigenschaften vorteilhafter in Längsrichtung paralleler Faserverlauf erreicht wird.

Aufgrund der technischen Maßnahmen der Erfindung wird in überraschender Weise ein nun gestreckter nahezu paralleler Faserverlauf der einzelnen Prepregs zueinander erreicht, wodurch sich überlegende Festigkeitseigenschaften erzielen lassen. Die Fasern verlaufen nach der Herstellung trotz der vorher gekreuzten Anordnung dann im wesentlichen parallel zur Oberfläche und auch parallel zu den Seitenkanten, wodurch zusätzlich vorteilhaft nur ein außerordentlich geringer Schwund in der Gesamtlänge des Zahnprofils eintritt.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Winkelorientierung der einzelnen Prepregs im Laminat symmetrisch ausgebildet und weist im Kreuzungsbereich jeweils Winkelgrade von 15° bis etwa 25° auf.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist in dem Laminat in der Mitte eine Symmetrielinie vorgesehen, von der ausgehend nach Art eines spiegelsymmetrischen Aufbaus stapelweise Prepregs angeordnet sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß bei der Verbindung der Prepregs untereinander nur ein einziges Gelege verwendet und hierbei im Zahnprofil ohne Seitenteile geschaffen wird, und daß im weiteren das Zahnprofil in einen U-förmig profilierten Träger eingeklebt, eingeschweißt oder eingepreßt wird.

In einer Ausgestaltung können als faserverstärkte Kunststoffbänder ein Gewebematerial mit sich kreuzenden Fasern, bestehend aus Kette und Schuß, oder ein Gestricke mit einem dreidimensionalen Faseraufbau, verwendet werden.

Die weitere vorteilhafte Ausgestaltung der faserverstärkten Kunststoffbänder bei der Verbindung untereinander ergibt sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.

Es zeigen:

Fig. 1 ein faserverstärktes Kunststoffband (Prepreg);

Fig. 2 die Anordnung der gekreuzten Winkelgrade in Faserverlauf von aufeinander zu stapelnden Prepregs;

Fig. 3 die Bildung des Laminats des stapelförmig aufeinander angeordneten Prepregs;

Fig. 4 ein Laminat im Schnitt mit Darstellung einer bevorzugten Winkelorientierung der aufeinander gestapelten Kunststoffbänder;

Fig. 5 den Zuschnitt einer fertiggestellten Platte;

Fig. 6 das Werkzeug zum Verformen des Laminats;

Fig. 7 eine bevorzugte Formgebung des Laminats;

Fig. 8 eine Darstellung der sich ändernden Winkelorientierung des Faserverlaufs beim Herstellungsprozeß;

Fig. 9 die mechanischen Verhältnisse im Faserverlauf beim Einwirken von zwei benachbarten Profilformen des Werkzeuges zur Herstellung des Zahnprofils;

Fig. 10 eine Profilform der Greiferstange beim Einwirken des Werkzeuges nach Fig. 6;

Fig. 11 die Fertigstellung des Zahnprofils zu einer Greiferstange durch Einbringen des Profils in einen U-förmig profilierten Träger;

Fig. 12 ein Längsschnitt durch die fertiggestellte Zahnstange gemäß der Linie XII-XII in Fig. 11;

Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines Prepregs aus gerichteten Kurzfasern zur Herstellung einer Greiferstange.

In Bezug auf die Definition eines Prepregs wird zunächst festgestellt, daß es sich hierbei um ein flächenförmiges, mit Kunststoff vorimprägniertes Verstärkungsmaterial handelt, das in die Gruppe der Halbzeuge einzustufen ist.

Diese faserverstärkten Kunststoffbänder (Prepreg) werden nun unter bestimmten Winkelorientierungen, d.h. im Winkel zueinander aufeinander stapelförmig angeordnet.

In Fig. 1 ist ein derartiges Prepreg 1 dargestellt, welches aus einem Kunststoffband 2 besteht, das Kohlestoffasern enthält, die einen bestimmten Faserverlauf 3 aufweisen. Dieser Faserverlauf ist gemäß Fig. 1 parallel zu den Seitenkanten des Kunststoffbandes 2 ausgebildet.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Greiferstange wird jedoch nun ein anderer Faserverlauf verwendet.

Die Fig. 2 zeigt hierbei zwei Prepregs 4, 7 mit dem nach der Erfindung vorgesehenen Faserverlauf 5, 6 bevorzugt in einem Winkel 9 von z. B. + 15°. Zur Schichtung aufeinander werden die Prepregs 4, 7 in Pfeilrichtung 10 aufeinander gestapelt.

Der vorteilhafte Faserverlauf wird dadurch erzielt, daß man ein Prepreg 1 mit zunächst sich in Längsrichtung erstreckenden Faserverlauf nach Fig. 1 schräg in eine Schlagschere einlegt, so daß die Seitenkanten entsprechend einem im Winkel angeordneten Faserverlauf 5, 6 nach Fig. 2 erzielt wird.

Als bevorzugter Faserverlauf 5, 6 wird hierbei ein Winkel 8 bzw. 9 im Bereich von 0 bis 90° bevorzugt.

Besonders günstige Ergebnisse hinsichtlich der Festigkeit und der Verschleißfestigkeit ergeben sich aber bei einem Winkel von 15° bis 25°.

Bei der stapelweisen Anordnung der Prepregs nach Fig. 2 werden zur Erreichung einer Wanddicke von 1,1 mm bei einer Zahnstange etwa zehn bis fünfzehn derartiger Prepregs 4, 7 übereinander stapelförmig angeordnet.

Wesentlich hierbei ist es, daß die Winkelorientierung der einzelnen Prepregs im Laminat symmetrisch ausgebildet ist.

In Fig. 3 ist ein derartiges Laminat 11 dargestellt. Es besteht aus stapelweise übereinander gelegten Prepregs 4, 7, wobei vorteilhaft in dem Laminat eine Symmetrielinie 12 definiert wird, welche die Mittenquerlinie durch diesen Laminataufbau darstellt.

Hierbei ist es wesentlich, daß ausgehend von der Symmetrielinie die Prepregs in bestimmer Anordnung des Faserverlaufs angeordnet sind.

In Fig. 4 ist ein Laminat 11 dargestellt mit einer bestimmten Faserorientierung der einzelnen Prepregs, wobei ausgehend von der Symmetriemittenlinie 12 zwei Prepregs gleicher Faserorientierung z. B. mit den Winkel von -15° aufeinander liegen und jeweils auf diesen in weiterer Anordnung Prepregs mit einer unterschiedlichen Faserorientierung von + 15° gestapelt angeordnet sind.

Hierbei ergibt sich nach Fig. 4 ein spiegelsymmetrischer Aufbau des Laminats in Bezug auf die Symmetrielinie 12.

Die Symmetrielinie 12 kann natürlich auch durch eine andere Lageorientierung erreicht werden, z. B. zunächst durch ein Prepreg mit einer Faserorientierung von + 15° und oben und unten daran anschließend Prepregs mit gleicher Faserorientierung, um wiederum einen gewünschten spiegelsymmetrischen Aufbau zu erreichen.

In einer Weiterbildung ist es vorgesehen, daß ein spiegelsymmetrischer Aufbau nicht nur aus Prepregs gleicher Winkelorientierung, d.h. mit positiven und negativen Winkel erzielt wird, sondern daß die Winkel ebenfalls geändert werden, wobei jedoch stets der beschriebene spiegelsymmetrische Aufbau nach Fig. 4 gefordert ist.

Hierbei ist es möglich, Prepregs mit einem Winkel von z. B. ±15° mit weiteren Prepregs von 30° oder z. B. 45° zu kombinieren.

Im weiteren wird nun das dargestellte Laminat konsolidiert, d.h. die einzelnen Prepregs werden unter Wärme und Druck miteinander verbunden.

Hierbei wird als Imprägnierungsmittel ein thermoplastischer Kunststoff verwendet, der unter Druck und Temperatur schmilzt und wieder erstarrt. Eine derartige Konsolidierung oder Verfestigung ist nicht nur in einer Presse möglich, sondern auch im Autoklaven oder in einem Vakuumofen.

Nach dem Konsolidierungsprozeß entsteht gemäß Fig. 5 eine Platte 13, die im Bereich der Schnittlinie 14 in der Breite beschnitten wird. Hierbei ist es wichtig, daß diese Schnittlinien 14 nicht etwa die genaue endgültige Breite der Zahnstange definieren, sondern daß in Bezug zur Fertigbreite 15 der Zahnstange ein Übermaß 16 belassen wird. Im Bereich dieses Übermaß 16 wird später die Zahnstange abgeschnitten und genau auf die Fertigbreite 15 gesägt oder geschliffen.

In Fig. 6 ist das Werkzeug mit einem Stempel dargestellt, wo die nach Fig. 5 vorgeschnittene Platte eingelegt wird.

Das Werkzeug besteht hierbei aus einem Oberwerkzeug 17 und einem Unterwerkzeug 18. Die Profilform von Ober- und Unterwerkzeug entspricht genau der Formgebung der später geforderten Zahnflanke. Es kann z. B. eine Evolventenverzahnung oder eine beliebig andere Zahnform erzeugt werden.

In der Formgebung des Ober- und Unterwerkzeuges 17, 18 wird im übrigen noch ein gewisses Schwinden der zu verarbeitenden Platte 13 berücksichtigt, wobei die Zahnteilung im Werkzeug 17, 18 größer ist als die später damit hergestellte Zahnteilung der Zahnstange. Im weiteren werden auch andere Geometrien wie z. B. der Radius, die Tiefe und dgl. im Schwundmaß berücksichtigt.

Die laminierte Platte 13 wird nach Fig. 6 in das geöffnete Werkzeug 17, 18 eingelegt und im weiteren wird die Werkzeugform beheizt. Der Beheizungsvorgang dauert solange, bis das in der Platte 13 enthaltene Kunststoffmaterial sich wieder erweicht hat. Der Kunststoff kommt hierbei über den Schmelzpunkt, d.h. die Platte erweicht sich insgesamt und wird beim Schließen der Presse in Pfeilrichtung 19 verformt. Hierbei wird die Platte 13 in die Werkzeugkavitäten 20 hineingepreßt, wodurch unter Druck, in Verbindung mit dem Aushärten des Kunststoffes eventuell bei einer Kühlung des Werkzeuges, die gewünschte Profilierung der Greiferstange entsteht.

Es ergibt sich hierbei ein zickzackförmiger Zahnverlauf 21 gemäß Fig. 7.

Die Vorgänge, die sich beim Pressen nach Fig. 6 im Faserverlauf abspielen, werden nun anhand der Fig. 8 näher erläutert.

In Fig. 8 ist lediglich schematisch zunächst ein Prepreg 4 mit einem Faserverlauf 5 dargestellt. In gestrichelter Weise darüber eingezeichnet ist dann ein Faserverlauf 5&min;, der sich in Annäherung nach dem Preßvorgang ergibt, wobei sich in den Prepreg 7 nach Fig. 2 ein gleichartig verlagerter Faserverlauf einstellt.

Demnach kommt es hier zu einer Verkleinerung der Winkel 8, 9 nach Fig. 2, insbesondere aufgrund der Streckung der Platte 13 in der Werkzeugform wegen der damit verbundenen Längenänderung beim Eingriff der Flanken der Werkzeugform. Hierbei verliert das eingelegte Laminat nach Fig. 6 gleichzeitig auch an Dicke.

Wichtig ist aber, daß nach Fig. 8 die Länge 22 jeder Faser auch beim Verarbeitungsprozeß nach Fig. 6 gleich bleibt. Es wird demnach lediglich die Orientierung, d.h. die Winkelausrichtung der Fasern verändert, womit vermieden wird, daß die Fasern etwa unzulässig gestreckt werden und hierbei reißen. Demnach erfolgt beim Verarbeitungsvorgang eine Umformung von Fasern begrenzter Länge, z. B. gemäß der Länge 22.

Gemäß der Darstellung wird bei der Verformung im Werkzeug eine Längenänderung der eingelegten Platte gefordert, wodurch diese Längenänderung nun dadurch erreicht wird, daß eine Winkeländerung geschaffen wird, ohne die Länge 22 der Kurzfasern selbst zu ändern.

Hierdurch ist es erstmals möglich, einen Faserverlauf parallel zur Oberfläche der Platte zu erreichen und dabei gleichzeitig die Platte mit dem gewünschten Zahnprofil zu formen, wodurch bei dem erreichten Zahnprofil der Faserverlauf nahezu parallel zur Oberfläche ist.

In Fig. 9 sind die mechanischen Verhältnisse im Faserverlauf beim Einwirken von zwei benachbarten Profilformen dargestellt, wobei ein Unterwerkzeug 18 mit seiner Vielform in die Kavität 20 des Oberwerkzeuges 17 eingreift.

Daraus kann ersehen werden, daß die Platte 13 nun zwischen den beiden Profilformen 17, 18 festgeklemmt wird, wodurch in Verbindung mit der Kavität 20 eine Streckung des Materials erfolgt. Hierbei werden - wie dargestellt - die Fasern selbst nicht gestreckt, sondern die beim Preßvorgang erforderte Längenänderung wird durch eine Winkeländerung des Faserverlaufs erreicht, wobei der Faserverlauf 5 in Annäherung in den gestreckteren Faserverlauf 5&min; übergeht. Vorteilhaft ergeben sich bei der Beibehaltung der Länge der Fasern überragende mechanische Eigenschaften.

In Fig. 10 ist eine Profilierung der Zahnstange dargestellt, wie sie mit der Presse nach Fig. 6 erreicht wird. Hierbei entsteht ein Zahnprofil 23 mit einer Oberfläche 24, wobei ersichtlich ist, daß die Prepregs 4, 7 mit dem vorher beschriebenen Faserverlauf nun stapelförmig übereinander liegen und genau die Zahnprofilform ergeben, d.h. der Faserverlauf ist nun im wesentlichen parallel zur Oberfläche 24 des Zahnprofils 23.

Die Winkeländerung, welche im Preßvorgang im Faserverlauf erzielt wird, d.h. beim Übergang vom Faserverlauf 5 auf den gestreckteren Faserverlauf 5&min;, hängt von der Breite des Zahnprofils ab, von der Dicke des Materials und selbstverständlich von dem anfangs vorgegebenen Winkel 8 bzw. 9.

Bei einem bevorzugten Winkel von z. B. 15° werden nach dem Preßvorgang im gestreckten Zustand Winkel von 0° erreicht. Bei derartigen Winkeln wird demnach der neue Faserverlauf 5&min; genau parallel zu den Seitenkanten 25 des Zahnprofils verlaufen. Es ist jedoch nicht zwingend - wie vorher ausgeführt - sondern es können auch andere Winkel erreicht werden.

Vorteilhaft verlaufen bei einem derartig gestreckten Faserverlauf im Winkel von 0° die Fasern nicht nur parallel zur Oberfläche 24 des Zahnprofils, sondern auch parallel zu den Seitenkanten 25.

Mit der im Verlaufe des Herstellungsprozesses erreichten parallelen Faseranordnung insbesondere in Längsrichtung der Greiferstange, d.h. insbesondere aufgrund der Winkeländerung ohne daß eine Streckung der Faserlänge erfolgt, werden überlegende Festigkeitseigenschaften erzielt insbesondere dann, wenn die Fasern parallel zur Oberfläche 24 und im wesentlichen parallel zu den Seitenkanten 25 verlaufen. In Verbindung mit einem derartigen parallelen Verlauf tritt nur ein außerordentlich geringer Schwund in der Gesamtlänge 26 des Zahnprofils 23 nach Fig. 10 auf.

Mit dieser Orientierung der Fasern bezüglich der angegebenen Flächen 24, 25 werden die geforderten hohen Festigkeitseigenschaften in Verbindung mit optimalen Ergebnissen in Bezug auf den Verschleiß bei der Greiferstange erzielt.

Nach der Fertigstellung des Zahnprofils 23 wird dieses Zahnprofil gemäß Fig. 11 in einen U-förmig profilierten Träger 27 eingeklebt, wobei der Träger 27 ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial besteht, welches entweder im Strangpreß-Ziehverfahren oder im Gießverfahren hergestellt wurde. Die Materialwahl des Trägers 27 kann aber in weiten Grenzen variieren, es können hier auch Metallmaterialien verwendet werden, weil der Träger 27 dem eingeklebten Zahnprofil 23 nur die mechanische Stabilität verleiht.

Gemäß dem Schnitt durch eine fertige Zahnstange 28 nach Fig. 11 kann anstatt einer Klebung 29 an den Boden 30 des Zahnprofils 23 auch eine Schweißung, Einpressung oder dgl. vorgenommen werden. Im weiteren kann auch der Zwischenraum 31 zwischen den Seitenwänden des Trägers 27 mit einer Klebung oder dgl. ausgefüllt werden, um das Zahnprofil 23 zusätzlich zu stabilisieren.

Die Fig. 12 zeigt einen Längsschnitt durch die fertiggestellte Zahnstange 28 mit dem Träger 27 und einer Klebung 29 am Boden des Trägers.

In einer Weiterbildung - die zeichnerisch nicht näher dargestellt ist - kann statt der hier beschriebenen Prepregs auch ein Gewebematerial aus Kette und Schuß verwendet werden. Das Gewebe besteht hierbei bevorzugt aus Kohlenstoffasern, Polyamidfasern, Glasfasern oder dgl.

Gemäß den Fig. 1 bis 4 wurde ein unidirektionaler Faserverlauf beschrieben, wobei gemäß der vorstehenden Darstellung bei einem Gewebe auch sich kreuzende Fasern verwendet werden können. Hierbei ist es an sich gleichgültig, in welchem Kreuzungswinkel die Fasern des Gewebes ausgebildet sind.

Statt der beschriebenen Gewebe können auch Gestricke mit einem dreidimensionalen Faseraufbau verwendet werden, die aber den gleichen Funktionszusammenhängen - wie vorstehend beschrieben - unterworfen werden.

In Fig. 13 ist eine weitere Ausführungsform eines Prepregs 32 dargestellt, wobei hier gerichtete Kurzfasern 33 mit einer Faserlänge 34, die bevorzugt im Bereich von etwa 30 bis 40 mm liegt, gemäß dem Prepreg 33 verwendet werden.

Bei der Verarbeitung des derart beschriebenen Prepreg 32 kommt es nicht zu der beschriebenen Winkeländerung im Faserverlauf nach Fig. 8, sondern diese Kurzfasern 33 verschieben sich vielmehr gegeneinander, d.h. also in Längsrichtung des Prepregs 32, womit die erforderliche Längenänderung während des Preßvorgangs erreicht wird. Hierbei ergibt sich ebenfalls ein Zahnprofil 23, dessen Faserverlauf parallel zu den Oberflächen 24, 25 ist.

Nach Fig. 5 wird zunächst eine Platte 13 ausgehärtet, d.h. das Kunststoffmaterial wird verflüssigt und dann wieder ausgehärtet, was aber nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist vielmehr auch möglich, die noch nicht konsolidierte Platte 13 sofort in eine Werkzeugform nach Fig. 6 einzulegen und unter den dort beschriebenen Arbeitsvorgängen weiter zu verarbeiten. Eine Vorkonsolidierung ist demnach nicht unbedingt erforderlich.

Mit der hergestellten Zahnstange werden überlegende Festigkeitseigenschaften bei geringem Gewicht erzielt. Weil es sich hierbei um ein wellblechartig geformtes Zahnprofil handelt, entfallen die früher bekannten Vollprofile, wodurch eine Gewichtsersparnis von 30 bis 40% gegenüber einem Vollprofilzahn erreicht wird.

Zeichnungs-Legende:

1 Prepreg

2 Kunststoffband

3 Faserverlauf

4 Prepreg

5 Faserverlauf

6 Faserverlauf

7 Prepreg

8 Winkel

9 Winkel

10 Pfeilrichtung

11 Laminat

12 Symmetrielinie

13 Platte

14 Schnittlinie

15 Fertigbreite

16 Übermaß

17 Oberwerkzeug

18 Unterwerkzeug

19 Pfeilrichtung

20 Kavität

21 Zahnverlauf

22 Länge

22&min; Länge

23 Zahnprofil

24 Oberfläche

25 Seitenkante

26 Gesamtlänge

27 Träger

28 Zahnstange

29 Klebung

30 Boden

31 Zwischenraum

32 Prepreg

33 Kurzfaser

34 Faserlänge


Anspruch[de]
  1. 1. Greiferstange aus faserverstärkten Kunststoffbändern (Prepreg) als Zahnstange für schützenlose Webmaschinen, wobei eine Anzahl der faserverstärkten Kunststoffbänder nach Art von Höhenschichtlinien aufeinander gestapelt angeordnet sind und entsprechend dem zu bildenden Zahnprofil in Verbindung mit einem Preßvorgang und einer Wärmebehandlung geformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die faserverstärkten Kunststoffbänder (2) bei der Verbindung untereinander gemäß dem Preßvorgang und der Wärmebehandlung, ausgehend von dem Faserverlauf, zunächst in zueinander gekreuzten Winkelgraden abwechselnd aufeinander gestapelt vorgesehen sind.
  2. 2. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelorientierung der einzelnen Prepregs (1) im Laminat symmetrisch ausgebildet und im Kreuzungsbereich jeweils Winkelgrade von 15° bis etwa 25° vorgesehen sind.
  3. 3. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Laminat in der Mitte eine Symmetrielinie (12) vorgesehen ist, von der ausgehend nach Art eines spiegelsymmetrischen Aufbaus stapelweise Prepregs (1) angeordnet sind.
  4. 4. Greiferstange nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Symmetrielinie (12) zunächst zwei Pregregs (1) gleicher Faserorientierung aufeinander liegen und dann jeweils wechselnde Faserorientierungen vorgesehen sind.
  5. 5. Greiferstange nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Symmetrielinie (12) durch ein Prepreg (1) mit bestimmter Faserorientierung gebildet wird und symmetrisch dazu im Wechsel jeweils gleichartige Faserorientierungen vorgesehen sind.
  6. 6. Greiferstange nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Prepregs (1) im Laminat bei spiegelsymmetrischem Aufbau zueinander gekreuzte Winkelgrade abweichend von einer gleichen Winkelorientierung aufweisen.
  7. 7. Greiferstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Prepregs (1) mit einem Winkel von 15° bzw. -15° im Faserverlauf mit weiteren Prepregs kombiniert werden, die jeweils abwechselnd einen Faserverlauf zwischen 30° bis 45° aufweisen.
  8. 8. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verbindung der Prepregs (1) untereinander nur ein einziges Gelege verwendet und hierbei ein Zahnprofil (23) ohne Seitenstege geschaffen wird, und daß das Zahnprofil (23) in einen U-förmig profilierten Träger (27) eingeklebt, eingeschweißt oder eingepreßt wird.
  9. 9. Greiferstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnprofil (23) mit den Seitenwandungen des Trägers (27) über Klebungen (29) verbunden ist.
  10. 10. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als faserverstärktes Kunststoffband (2) ein Gewebematerial mit sich kreuzenden Fasern, bestehend aus Kette und Schuß, oder ein Gestricke mit einem dreidimensionalen Faseraufbau verwendet werden.
  11. 11. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß faserverstärkte Kunststoffbänder (2) mit gerichteten Kurzfasern mit einer Faserlänge im Bereich von etwa 30 bis 40 mm verwendet werden, wobei sich die Kurzfasern bei der Verformung in Längsrichtung verschieben.
  12. 12. Greiferstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (28) zusätzlich auf ein ebenes, steifes Band zur Erreichung einer Torsionssteifigkeit aufgebracht wird.






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