帶有cfk襯料的導(dǎo)軌的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶有CFK襯料的導(dǎo)軌，其用于機(jī)動(dòng)鏈鋸，其帶有一件式的、長(zhǎng)形伸展的由鋼構(gòu)成的基體，其中，基體具有平的軌道側(cè)面且在其相對(duì)而置的周緣處具有用于接合鋸鏈的驅(qū)動(dòng)元件的引導(dǎo)槽。在周緣之間在基體中構(gòu)造有長(zhǎng)形伸展的窗，其填充有由包括樹脂和纖維的纖維復(fù)合材料構(gòu)成的襯料。纖維在基體的縱軸線的方向上取向。根據(jù)本發(fā)明，襯料由利用樹脂相連接的多個(gè)纖維層構(gòu)成，其中，中間層由至少一個(gè)纖維層形成，其纖維相對(duì)于基體的縱軸線成角度。在中間層的兩側(cè)上鋪有帶有在基體的縱軸線的方向上取向的纖維的至少兩個(gè)纖維層，其中，內(nèi)纖維層向外被纖維織物覆蓋。
【專利說明】帶有CFK襯料的導(dǎo)軌
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的用于機(jī)動(dòng)鏈鋸(Motorkettensaege)的導(dǎo)軌。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的用于機(jī)動(dòng)鏈鋸的導(dǎo)軌由文件US 4,903,410 A已知。導(dǎo)軌包括一件式的、長(zhǎng)形伸展的由鋼構(gòu)成的基體，在其相對(duì)而置的周緣(Umfangsrand)上構(gòu)造有用于接合鋸鏈的驅(qū)動(dòng)元件(Treibglied)的引導(dǎo)槽。基體具有待固定在機(jī)動(dòng)鏈鋸處的聯(lián)接部段和軌頭(Schienenkopf)，其用于在導(dǎo)軌上環(huán)繞的鋸鏈的轉(zhuǎn)向。在基體中設(shè)置有以長(zhǎng)形伸展的窗的形式的凹口，其從聯(lián)接部段延伸直至在導(dǎo)軌的周緣之間的軌頭。導(dǎo)軌的窗充填有由纖維復(fù)合材料(其可由樹脂浸潰的纖維層構(gòu)成)構(gòu)成的襯料(Einlage)。
[0003]這樣構(gòu)建的用于機(jī)動(dòng)鏈鋸的導(dǎo)軌具有較小的重量并且盡管如此具有足夠的抵抗彎曲應(yīng)力、壓應(yīng)力、磨損應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的強(qiáng)度。如果按照規(guī)定使用這樣的導(dǎo)軌，其在實(shí)踐中已證明可行。然而過載導(dǎo)致在由軌道基體和纖維復(fù)合材料構(gòu)成的復(fù)合物處的損壞，這會(huì)造成導(dǎo)軌的脫落。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于將這種類型的導(dǎo)軌改進(jìn)成使得包括纖維復(fù)合材料和由鋼構(gòu)成的軌道基體的復(fù)合物也經(jīng)受住高負(fù)荷，而不產(chǎn)生在導(dǎo)軌處留下的損壞。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，該目的按照權(quán)利要求1的特征來實(shí)現(xiàn)。
[0006]由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的襯料包括由至少一個(gè)纖維層構(gòu)成的中間層，其纖維相對(duì)于導(dǎo)軌的縱軸線成角度。在中間層的兩側(cè)上鋪有帶有在導(dǎo)軌的縱向上取向的纖維的至少兩個(gè)纖維層，其中，由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的襯料向外被纖維織物覆蓋。
[0007]帶有纖維的部分不同的定向的該多層的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致由基體和纖維復(fù)合材料構(gòu)成的能夠高負(fù)載的復(fù)合物，其中，導(dǎo)軌的總重量較小，纖維在導(dǎo)軌的縱向上的單向取向給所構(gòu)建的導(dǎo)軌提供抵抗彎曲應(yīng)力的高穩(wěn)定性。對(duì)于扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的高穩(wěn)定性有利地由相對(duì)于導(dǎo)軌的縱軸線成角度的纖維、尤其中間層的纖維引起。
[0008]中間層優(yōu)選地由至少兩個(gè)纖維層構(gòu)成，其纖維彼此間處于大約90°的角度。適宜地，在導(dǎo)軌的縱軸線與中間層的纖維層的纖維之間的角度選擇成使得其處在30°與60°之間、尤其為大約45°。
[0009]在本發(fā)明的特別的設(shè)計(jì)方案中中間層的纖維層由纖維織物形成，其經(jīng)紗和緯紗相對(duì)于導(dǎo)軌的縱向成角度。
[0010]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，中間的纖維織物和分別布置在其兩側(cè)上的纖維層設(shè)計(jì)為一件式地連接的中心構(gòu)件(Mittenbauteil)。
[0011]襯料向外被纖維織物(其適宜地布置在軌道側(cè)面的平面中)覆蓋。在此，外部的纖維織物和布置在其內(nèi)側(cè)上的至少一個(gè)纖維層形成一件式地連接的外部構(gòu)件。外部構(gòu)件適宜地包括相互固定地連接的兩個(gè)纖維層。
[0012]為了獲得纖維層的高充填密度，設(shè)置成在中心構(gòu)件與外部構(gòu)件之間布置有由纖維層構(gòu)成的填充構(gòu)件，其優(yōu)選地由相互一件式地連接的多個(gè)纖維層構(gòu)成。纖維層在此通過樹脂相互連接。
[0013]在本發(fā)明的另一設(shè)計(jì)方案中纖維層具有在導(dǎo)軌的縱向上伸延的粗紗(Roving)。將線束、繩索或者由平行布置的絲構(gòu)成的多絲紗線(Multifilamentgarn)稱為粗紗。
[0014]纖維織物、尤其中間層的纖維織物設(shè)計(jì)為帶有平紋組織(Leinwandbindung)的織物。將纖維織物、尤其外部的纖維織物實(shí)施為帶有斜紋組織(Koeperbindung)的織物也可以是有利的。
[0015]原則上可使用纖維、尤其由不同材料構(gòu)成的長(zhǎng)纖維(Langfaser)。優(yōu)選地應(yīng)用碳纖維，尤其作為碳纖維墊和/或碳纖維織物。在此所有層具有由相同材料構(gòu)成的纖維；在不同的纖維層、纖維墊和纖維織物中可使用由不同的材料構(gòu)成的纖維可以是適宜的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的另外的特征由另外的權(quán)利要求、說明書和附圖得出，在附圖中示出接下來詳細(xì)說明的本發(fā)明的實(shí)施例。其中:
圖1顯示對(duì)根據(jù)本發(fā)明的帶有由復(fù)合材料構(gòu)成的襯料的導(dǎo)軌的側(cè)視圖，
圖2顯示根據(jù)圖1的導(dǎo)軌的基體的側(cè)視圖，
圖3顯示沿著圖1中的線II1-1II通過帶有由復(fù)合材料構(gòu)成的襯料的導(dǎo)軌的剖面，
圖4顯示通過根據(jù)圖1的襯料的外部構(gòu)件的剖面，
圖5顯示通過根據(jù)圖1的襯料的填充構(gòu)件的剖面，
圖6顯示通過根據(jù)圖1的襯料的中心構(gòu)件的剖面，
圖7顯示帶有襯料的示意性示出的纖維層的根據(jù)圖2的導(dǎo)軌的側(cè)視圖，
圖8顯示對(duì)帶有在襯料中示出的粗紗的根據(jù)圖2的基體的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1顯示導(dǎo)軌1，如其應(yīng)用在機(jī)動(dòng)鏈鋸中且例如在文件DE 37 30 171 Al中所說明的那樣。導(dǎo)軌I包括基體2，其在后面的端部構(gòu)造有聯(lián)接部段3且在其前面的另一端部具有軌頭4。設(shè)置為單獨(dú)的構(gòu)件的軌頭4以接合部段(Fuegeabschnitt) 5固定在導(dǎo)軌I的基體2處。在軌頭4中可旋轉(zhuǎn)地保持有星形的轉(zhuǎn)向輪6。
[0018]如由圖2可見，在導(dǎo)軌I的基體2中設(shè)置有以窗7的形式的凹口，其在所示的實(shí)施例中在導(dǎo)軌I的縱軸線8的方向上在聯(lián)接部段3與軌頭4之間延伸。窗7此外橫向于縱軸線8延伸經(jīng)過導(dǎo)軌I的高度H的大部分。多件式地來構(gòu)造、例如通過橫向于縱軸線8延伸的基體2的接片9 (其在圖2中以虛線表示)來劃分窗7可以是有利的。
[0019]優(yōu)選地由鋼板構(gòu)成的導(dǎo)軌I的平的基體2具有外部的第一軌道側(cè)面11和外部的第二軌道側(cè)面12(圖3)。在其外周緣13和14處加入引導(dǎo)槽15，其構(gòu)造用于在軌道的基體2處引導(dǎo)在圖2中示意性示出的鋸鏈17的驅(qū)動(dòng)元件16。
[0020]在實(shí)施例中一件式地實(shí)施的窗7填充有由纖維復(fù)合材料20 (圖1)構(gòu)成的襯料10。圖3以示意性的圖示說明沿著圖1中的線II1-1II的剖面。[0021]由纖維復(fù)合材料20構(gòu)成的襯料10具有利用樹脂相連接的多個(gè)纖維層21，其中，中間層23由至少一個(gè)纖維層22形成，其纖維相對(duì)于導(dǎo)軌I的基體2的縱軸線8成角度24 (圖7)。在本發(fā)明的特別的設(shè)計(jì)方案中在導(dǎo)軌I的縱軸線8與纖維層22的纖維之間的角度24處在大約30°至60°、尤其在大約45°，如在圖7中在中間所示。在各個(gè)碳纖維層21、22中和/或在碳纖維織物25中設(shè)置碳纖維或碳絲(其相對(duì)于基體2的縱軸線8成大約90°的角度34(圖7))可以是適宜的。
[0022]在中間層23的兩側(cè)上布置有至少兩個(gè)纖維層21，其具有在導(dǎo)軌I的縱軸線8的方向上取向的纖維。在本發(fā)明的特別的設(shè)計(jì)方案中，中間層23由至少兩個(gè)纖維層22組成，其中，一纖維層22的纖維與另一纖維層的纖維彼此間成角度26。角度26為大約60°至120。、尤其 90°。
[0023]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，中間層23的纖維層22可由纖維織物27構(gòu)成，如其示意性地在圖7中所示。纖維織物27的經(jīng)紗和緯紗彼此間成角度26，其適宜地為90°。
[0024]纖維層21 (其在窗7內(nèi)布置在中間層23兩側(cè))向外被纖維織物25覆蓋。向外覆蓋內(nèi)部的纖維層21的纖維織物25優(yōu)選地大約處于軌道側(cè)面11或12的平面19中。
[0025]如圖3所示，襯料10由在置入基體2的窗7中之后在壓力和大約95°的溫度下被硬化的組件組成，其中，附加地可引入樹脂。在復(fù)合材料的該烘烤期間(假如使用預(yù)浸潰材料(Prepreg))使與纖維層相連接的樹脂液化,使得組件在窗7內(nèi)熔融成一件式的襯料10。
[0026]首先將各個(gè)無樹脂的纖維層和纖維織物置入基體中且在其在基體中的安裝位置中以預(yù)混合的液態(tài)樹脂和粘合劑浸透也可以是有利的。這有利地已經(jīng)在工具中實(shí)現(xiàn)。最后將樹脂和硬化劑在壓力下輸送給回火工具且使復(fù)合材料硬化。
[0027]在該實(shí)施例中，中間層23是中心構(gòu)件M(其總共由四個(gè)纖維層21、22構(gòu)成(圖6))的部分。中間的兩個(gè)纖維層22(其纖維彼此間處于大約90°的角度而與縱軸線8形成45°的角度24)在其外側(cè)上各被帶有在導(dǎo)軌I的縱軸線8的方向上單向取向的纖維的纖維層21覆蓋。中間的纖維層22在此適宜地由纖維織物27、尤其由帶有平紋組織的纖維織物構(gòu)成。其證實(shí)為有利的，因?yàn)槠淇扇菀椎乇粯渲┩浮?br> [0028]在中心構(gòu)件M兩側(cè)在窗7中布置有填充構(gòu)件F，其在所示的實(shí)施例中由相互連接的三個(gè)纖維層21形成(圖5)。在填充構(gòu)件F中的纖維層21的纖維在基體2的縱軸線8的方向上取向(圖7)。纖維層21的纖維在基體2的縱軸線8的方向上單向取向。
[0029]如圖3所示，填充構(gòu)件F被外部構(gòu)件A (其在所示的實(shí)施例中由三個(gè)纖維層組成)覆蓋。外部的纖維層由纖維織物25(其適宜地是成斜紋組織的織物)形成。在纖維織物25與填充構(gòu)件F之間設(shè)置至少一個(gè)另外的纖維層21 ;在實(shí)施例中外部構(gòu)件A具有兩個(gè)纖維層21，其與纖維織物25共同形成一件式的外部構(gòu)件A(圖4)。
[0030]在襯料10的簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方案中，通過設(shè)置在襯料10的內(nèi)緣28與邊緣29之間的粘合物(Klebeverbund)獲得襯料10在窗7中的固定。粘合物保證襯料10與基體2的緊密地、耐抗的連接。
[0031]在本發(fā)明的改進(jìn)方案中可設(shè)置成在窗7的內(nèi)緣28處構(gòu)造突起30，其適宜地與基體2構(gòu)造成一體且橫向于縱軸線8伸入窗7中。突起30具有底切(Hinterschnitt) 31且在根據(jù)圖7和8的側(cè)視圖中具有大約菌狀的外形。碳纖維墊和碳纖維織物有相應(yīng)于突起30的凹部，使得由外部構(gòu)件A、填充構(gòu)件F和中心構(gòu)件M構(gòu)成的組件示出相應(yīng)的凹口。由此導(dǎo)軌I的內(nèi)緣28與襯料10緊密地嚙合。橫向于縱軸線8由此在襯料10與導(dǎo)軌I的基體2之間建立形狀配合的結(jié)合。凹部或凹口由平的材料來沖裁出，這成本有利且簡(jiǎn)單。
[0032]適宜地在纖維層21、22中加工粗紗，其由線束、繩索或者由碳構(gòu)成的多絲紗線構(gòu)成。如在圖8中以纖維層21為例所示，粗紗40從基體2的聯(lián)接部段3連貫地伸延直至軌頭
4。如果設(shè)置有突起30，圍繞突起30來引導(dǎo)靠近內(nèi)緣28伸延的粗紗40.1、40.2，使得粗紗40從聯(lián)接部段3直至軌頭4不中斷。因此可避免纖維墊在突起的區(qū)域中散邊(Ausfransen)。連續(xù)的粗紗此外導(dǎo)致由纖維復(fù)合材料構(gòu)成的襯料10的非常好的穩(wěn)定性。
[0033]纖維層21、22優(yōu)選地可由碳纖維形成并且尤其構(gòu)造為碳纖維墊或者碳纖維織物。纖維在此在墊或?qū)又袃?yōu)選地單向取向。碳纖維層或碳纖維層的纖維有利地利用樹脂預(yù)固定、即利用樹脂預(yù)浸潰或者形成也稱為“預(yù)浸潰料”的半成品。在預(yù)浸潰組件置入之后，在添加樹脂和硬化劑的情況下在合適的溫度下在預(yù)設(shè)的時(shí)間上使組件硬化。將碳纖維層的纖維嵌入未硬化的熱固性塑料基質(zhì)中也可以是適宜的。
[0034]通過將絲置于載體上且固粘，由無端的絲來制造碳襯料可以是有利的。待置入基體中的襯料的厚度通過所置入的無端絲(Endlosfaden)的疊置和重復(fù)固粘來獲得。也可實(shí)現(xiàn)直接置入基體的窗中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機(jī)動(dòng)鏈鋸的導(dǎo)軌，其帶有:長(zhǎng)形伸展的由鋼構(gòu)成的基體(2)，其中，所述基體(2)具有平的軌道側(cè)面(11，12)且在其相對(duì)而置的周緣(13，14)處具有用于接合鏈鋸(17)的驅(qū)動(dòng)元件(16)的引導(dǎo)槽(15);并且?guī)в性谒鲋芫?13，14)之間在所述基體(2)中構(gòu)造的、長(zhǎng)形伸展的窗(7)，其填充有由包括樹脂和纖維的纖維復(fù)合材料(20)構(gòu)成的襯料(10)，其中，纖維在所述基體(2)的縱軸線(8)的方向上取向，其特征在于，所述襯料(10)由利用樹脂相連接的多個(gè)纖維層(21，22)組成，其中，中間層(23)由至少一個(gè)纖維層(22)形成，其纖維相對(duì)于所述基體(2)的所述縱軸線(8)成角度，并且在所述中間層(23)的兩側(cè)上鋪有帶有在所述基體(2)的縱軸線(8)的方向上取向的纖維的至少兩個(gè)纖維層(21)，并且所述纖維層(21)向外被纖維織物(25)覆蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述中間層(23)由至少兩個(gè)纖維層(22)構(gòu)成，其纖維彼此間處于90°的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，在所述基體(2)的縱軸線(8)與所述中間層(23)的纖維層(22)的纖維之間的角度為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述中間層(23)的纖維層(22)由纖維織物(27)形成，其經(jīng)紗和緯紗相對(duì)于所述基體(2)的所述縱軸線(8)成角度(24)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)軌，其特征在于，中間的所述纖維織物(27)和分別布置在其兩側(cè)上的纖維層(21)形成一件式地連接的中心構(gòu)件(M)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，外部的所述纖維織物(25)處在所述軌道側(cè)面(11，12)的平面(19)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的導(dǎo)軌，其特征在于，外部的所述纖維織物(25)和布置在其內(nèi)側(cè)上的纖維層(21)形成一件式地連接的外部構(gòu)件(A)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述外部構(gòu)件(A)包括相互固定地連接的兩個(gè)纖維層(21)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，在所述中心構(gòu)件(M)與所述外部構(gòu)件(A)之間布置有由纖維層(21)構(gòu)成的填充構(gòu)件(F)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述填充構(gòu)件(F)由相互一件式地連接的多個(gè)纖維層(21)構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，纖維層具有在所述基體(2)的縱軸線(8)的方向上伸延的粗紗(40，40.1, 40.2)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述纖維織物(27)是帶有平紋組織的織物。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述纖維織物(25)是帶有斜紋組織的織物。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)軌，其特征在于，所述纖維是碳纖維。
【文檔編號(hào)】B27B19/02GK104029254SQ201410077753
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月5日
【發(fā)明者】H.阿門德, C.馮希勒, A.富赫斯, C.羅明格, M.舒爾茨, J.蘭克, K-M.尤爾 申請(qǐng)人:安德烈·斯蒂爾股份兩合公司