带有cfk衬料的导轨的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有CFK衬料的导轨，其用于机动链锯，其带有一件式的、长形伸展的由钢构成的基体，其中，基体具有平的轨道侧面且在其相对而置的周缘处具有用于接合锯链的驱动元件的引导槽。在周缘之间在基体中构造有长形伸展的窗，其填充有由包括树脂和纤维的纤维复合材料构成的衬料。纤维在基体的纵轴线的方向上取向。根据本发明，衬料由利用树脂相连接的多个纤维层构成，其中，中间层由至少一个纤维层形成，其纤维相对于基体的纵轴线成角度。在中间层的两侧上铺有带有在基体的纵轴线的方向上取向的纤维的至少两个纤维层，其中，内纤维层向外被纤维织物覆盖。
【专利说明】带有CFK衬料的导轨
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于机动链锯(Motorkettensaege)的导轨。
【背景技术】
[0002]这样的用于机动链锯的导轨由文件US 4,903,410 A已知。导轨包括一件式的、长形伸展的由钢构成的基体，在其相对而置的周缘(Umfangsrand)上构造有用于接合锯链的驱动元件(Treibglied)的引导槽。基体具有待固定在机动链锯处的联接部段和轨头(Schienenkopf)，其用于在导轨上环绕的锯链的转向。在基体中设置有以长形伸展的窗的形式的凹口，其从联接部段延伸直至在导轨的周缘之间的轨头。导轨的窗充填有由纤维复合材料(其可由树脂浸溃的纤维层构成)构成的衬料(Einlage)。
[0003]这样构建的用于机动链锯的导轨具有较小的重量并且尽管如此具有足够的抵抗弯曲应力、压应力、磨损应力和扭转应力的强度。如果按照规定使用这样的导轨，其在实践中已证明可行。然而过载导致在由轨道基体和纤维复合材料构成的复合物处的损坏，这会造成导轨的脱落。
【发明内容】
[0004]本发明目的在于将这种类型的导轨改进成使得包括纤维复合材料和由钢构成的轨道基体的复合物也经受住高负荷，而不产生在导轨处留下的损坏。
[0005]根据本发明，该目的按照权利要求1的特征来实现。
[0006]由纤维复合材料构成的衬料包括由至少一个纤维层构成的中间层，其纤维相对于导轨的纵轴线成角度。在中间层的两侧上铺有带有在导轨的纵向上取向的纤维的至少两个纤维层，其中，由纤维复合材料构成的衬料向外被纤维织物覆盖。
[0007]带有纤维的部分不同的定向的该多层的结构导致由基体和纤维复合材料构成的能够高负载的复合物，其中，导轨的总重量较小，纤维在导轨的纵向上的单向取向给所构建的导轨提供抵抗弯曲应力的高稳定性。对于扭转应力的高稳定性有利地由相对于导轨的纵轴线成角度的纤维、尤其中间层的纤维引起。
[0008]中间层优选地由至少两个纤维层构成，其纤维彼此间处于大约90°的角度。适宜地，在导轨的纵轴线与中间层的纤维层的纤维之间的角度选择成使得其处在30°与60°之间、尤其为大约45°。
[0009]在本发明的特别的设计方案中中间层的纤维层由纤维织物形成，其经纱和纬纱相对于导轨的纵向成角度。
[0010]在本发明的改进方案中，中间的纤维织物和分别布置在其两侧上的纤维层设计为一件式地连接的中心构件(Mittenbauteil)。
[0011]衬料向外被纤维织物(其适宜地布置在轨道侧面的平面中)覆盖。在此，外部的纤维织物和布置在其内侧上的至少一个纤维层形成一件式地连接的外部构件。外部构件适宜地包括相互固定地连接的两个纤维层。
[0012]为了获得纤维层的高充填密度，设置成在中心构件与外部构件之间布置有由纤维层构成的填充构件，其优选地由相互一件式地连接的多个纤维层构成。纤维层在此通过树脂相互连接。
[0013]在本发明的另一设计方案中纤维层具有在导轨的纵向上伸延的粗纱(Roving)。将线束、绳索或者由平行布置的丝构成的多丝纱线(Multifilamentgarn)称为粗纱。
[0014]纤维织物、尤其中间层的纤维织物设计为带有平纹组织(Leinwandbindung)的织物。将纤维织物、尤其外部的纤维织物实施为带有斜纹组织(Koeperbindung)的织物也可以是有利的。
[0015]原则上可使用纤维、尤其由不同材料构成的长纤维(Langfaser)。优选地应用碳纤维，尤其作为碳纤维垫和/或碳纤维织物。在此所有层具有由相同材料构成的纤维；在不同的纤维层、纤维垫和纤维织物中可使用由不同的材料构成的纤维可以是适宜的。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]本发明的另外的特征由另外的权利要求、说明书和附图得出，在附图中示出接下来详细说明的本发明的实施例。其中:
图1显示对根据本发明的带有由复合材料构成的衬料的导轨的侧视图，
图2显示根据图1的导轨的基体的侧视图，
图3显示沿着图1中的线II1-1II通过带有由复合材料构成的衬料的导轨的剖面，
图4显示通过根据图1的衬料的外部构件的剖面，
图5显示通过根据图1的衬料的填充构件的剖面，
图6显示通过根据图1的衬料的中心构件的剖面，
图7显示带有衬料的示意性示出的纤维层的根据图2的导轨的侧视图，
图8显示对带有在衬料中示出的粗纱的根据图2的基体的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]图1显示导轨1，如其应用在机动链锯中且例如在文件DE 37 30 171 Al中所说明的那样。导轨I包括基体2，其在后面的端部构造有联接部段3且在其前面的另一端部具有轨头4。设置为单独的构件的轨头4以接合部段(Fuegeabschnitt) 5固定在导轨I的基体2处。在轨头4中可旋转地保持有星形的转向轮6。
[0018]如由图2可见，在导轨I的基体2中设置有以窗7的形式的凹口，其在所示的实施例中在导轨I的纵轴线8的方向上在联接部段3与轨头4之间延伸。窗7此外横向于纵轴线8延伸经过导轨I的高度H的大部分。多件式地来构造、例如通过横向于纵轴线8延伸的基体2的接片9 (其在图2中以虚线表示)来划分窗7可以是有利的。
[0019]优选地由钢板构成的导轨I的平的基体2具有外部的第一轨道侧面11和外部的第二轨道侧面12(图3)。在其外周缘13和14处加入引导槽15，其构造用于在轨道的基体2处引导在图2中示意性示出的锯链17的驱动元件16。
[0020]在实施例中一件式地实施的窗7填充有由纤维复合材料20 (图1)构成的衬料10。图3以示意性的图示说明沿着图1中的线II1-1II的剖面。[0021]由纤维复合材料20构成的衬料10具有利用树脂相连接的多个纤维层21，其中，中间层23由至少一个纤维层22形成，其纤维相对于导轨I的基体2的纵轴线8成角度24 (图7)。在本发明的特别的设计方案中在导轨I的纵轴线8与纤维层22的纤维之间的角度24处在大约30°至60°、尤其在大约45°，如在图7中在中间所示。在各个碳纤维层21、22中和/或在碳纤维织物25中设置碳纤维或碳丝(其相对于基体2的纵轴线8成大约90°的角度34(图7))可以是适宜的。
[0022]在中间层23的两侧上布置有至少两个纤维层21，其具有在导轨I的纵轴线8的方向上取向的纤维。在本发明的特别的设计方案中，中间层23由至少两个纤维层22组成，其中，一纤维层22的纤维与另一纤维层的纤维彼此间成角度26。角度26为大约60°至120。、尤其 90°。
[0023]在本发明的改进方案中，中间层23的纤维层22可由纤维织物27构成，如其示意性地在图7中所示。纤维织物27的经纱和纬纱彼此间成角度26，其适宜地为90°。
[0024]纤维层21 (其在窗7内布置在中间层23两侧)向外被纤维织物25覆盖。向外覆盖内部的纤维层21的纤维织物25优选地大约处于轨道侧面11或12的平面19中。
[0025]如图3所示，衬料10由在置入基体2的窗7中之后在压力和大约95°的温度下被硬化的组件组成，其中，附加地可引入树脂。在复合材料的该烘烤期间(假如使用预浸溃材料(Prepreg))使与纤维层相连接的树脂液化,使得组件在窗7内熔融成一件式的衬料10。
[0026]首先将各个无树脂的纤维层和纤维织物置入基体中且在其在基体中的安装位置中以预混合的液态树脂和粘合剂浸透也可以是有利的。这有利地已经在工具中实现。最后将树脂和硬化剂在压力下输送给回火工具且使复合材料硬化。
[0027]在该实施例中，中间层23是中心构件M(其总共由四个纤维层21、22构成(图6))的部分。中间的两个纤维层22(其纤维彼此间处于大约90°的角度而与纵轴线8形成45°的角度24)在其外侧上各被带有在导轨I的纵轴线8的方向上单向取向的纤维的纤维层21覆盖。中间的纤维层22在此适宜地由纤维织物27、尤其由带有平纹组织的纤维织物构成。其证实为有利的，因为其可容易地被树脂穿透。
[0028]在中心构件M两侧在窗7中布置有填充构件F，其在所示的实施例中由相互连接的三个纤维层21形成(图5)。在填充构件F中的纤维层21的纤维在基体2的纵轴线8的方向上取向(图7)。纤维层21的纤维在基体2的纵轴线8的方向上单向取向。
[0029]如图3所示，填充构件F被外部构件A (其在所示的实施例中由三个纤维层组成)覆盖。外部的纤维层由纤维织物25(其适宜地是成斜纹组织的织物)形成。在纤维织物25与填充构件F之间设置至少一个另外的纤维层21 ;在实施例中外部构件A具有两个纤维层21，其与纤维织物25共同形成一件式的外部构件A(图4)。
[0030]在衬料10的简单的设计方案中，通过设置在衬料10的内缘28与边缘29之间的粘合物(Klebeverbund)获得衬料10在窗7中的固定。粘合物保证衬料10与基体2的紧密地、耐抗的连接。
[0031]在本发明的改进方案中可设置成在窗7的内缘28处构造突起30，其适宜地与基体2构造成一体且横向于纵轴线8伸入窗7中。突起30具有底切(Hinterschnitt) 31且在根据图7和8的侧视图中具有大约菌状的外形。碳纤维垫和碳纤维织物有相应于突起30的凹部，使得由外部构件A、填充构件F和中心构件M构成的组件示出相应的凹口。由此导轨I的内缘28与衬料10紧密地啮合。横向于纵轴线8由此在衬料10与导轨I的基体2之间建立形状配合的结合。凹部或凹口由平的材料来冲裁出，这成本有利且简单。
[0032]适宜地在纤维层21、22中加工粗纱，其由线束、绳索或者由碳构成的多丝纱线构成。如在图8中以纤维层21为例所示，粗纱40从基体2的联接部段3连贯地伸延直至轨头
4。如果设置有突起30，围绕突起30来引导靠近内缘28伸延的粗纱40.1、40.2，使得粗纱40从联接部段3直至轨头4不中断。因此可避免纤维垫在突起的区域中散边(Ausfransen)。连续的粗纱此外导致由纤维复合材料构成的衬料10的非常好的稳定性。
[0033]纤维层21、22优选地可由碳纤维形成并且尤其构造为碳纤维垫或者碳纤维织物。纤维在此在垫或层中优选地单向取向。碳纤维层或碳纤维层的纤维有利地利用树脂预固定、即利用树脂预浸溃或者形成也称为“预浸溃料”的半成品。在预浸溃组件置入之后，在添加树脂和硬化剂的情况下在合适的温度下在预设的时间上使组件硬化。将碳纤维层的纤维嵌入未硬化的热固性塑料基质中也可以是适宜的。
[0034]通过将丝置于载体上且固粘，由无端的丝来制造碳衬料可以是有利的。待置入基体中的衬料的厚度通过所置入的无端丝(Endlosfaden)的叠置和重复固粘来获得。也可实现直接置入基体的窗中。
【权利要求】
1.一种用于机动链锯的导轨，其带有:长形伸展的由钢构成的基体(2)，其中，所述基体(2)具有平的轨道侧面(11，12)且在其相对而置的周缘(13，14)处具有用于接合链锯(17)的驱动元件(16)的引导槽(15);并且带有在所述周缘(13，14)之间在所述基体(2)中构造的、长形伸展的窗(7)，其填充有由包括树脂和纤维的纤维复合材料(20)构成的衬料(10)，其中，纤维在所述基体(2)的纵轴线(8)的方向上取向，其特征在于，所述衬料(10)由利用树脂相连接的多个纤维层(21，22)组成，其中，中间层(23)由至少一个纤维层(22)形成，其纤维相对于所述基体(2)的所述纵轴线(8)成角度，并且在所述中间层(23)的两侧上铺有带有在所述基体(2)的纵轴线(8)的方向上取向的纤维的至少两个纤维层(21)，并且所述纤维层(21)向外被纤维织物(25)覆盖。
2.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述中间层(23)由至少两个纤维层(22)构成，其纤维彼此间处于90°的角度。
3.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，在所述基体(2)的纵轴线(8)与所述中间层(23)的纤维层(22)的纤维之间的角度为45°。
4.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述中间层(23)的纤维层(22)由纤维织物(27)形成，其经纱和纬纱相对于所述基体(2)的所述纵轴线(8)成角度(24)。
5.根据权利要求4所述的导轨，其特征在于，中间的所述纤维织物(27)和分别布置在其两侧上的纤维层(21)形成一件式地连接的中心构件(M)。
6.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，外部的所述纤维织物(25)处在所述轨道侧面(11，12)的平面(19)中。
7.根据权利要求6所述的导轨，其特征在于，外部的所述纤维织物(25)和布置在其内侧上的纤维层(21)形成一件式地连接的外部构件(A)。
8.根据权利要求7所述的导轨，其特征在于，所述外部构件(A)包括相互固定地连接的两个纤维层(21)。
9.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，在所述中心构件(M)与所述外部构件(A)之间布置有由纤维层(21)构成的填充构件(F)。
10.根据权利要求9所述的导轨，其特征在于，所述填充构件(F)由相互一件式地连接的多个纤维层(21)构成。
11.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，纤维层具有在所述基体(2)的纵轴线(8)的方向上伸延的粗纱(40，40.1, 40.2)。
12.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述纤维织物(27)是带有平纹组织的织物。
13.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述纤维织物(25)是带有斜纹组织的织物。
14.根据权利要求1所述的导轨，其特征在于，所述纤维是碳纤维。
【文档编号】B27B19/02GK104029254SQ201410077753
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2013年3月5日
【发明者】H.阿门德, C.冯希勒, A.富赫斯, C.罗明格, M.舒尔茨, J.兰克, K-M.尤尔 申请人:安德烈·斯蒂尔股份两合公司