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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft insbesondere einen Abschusshebel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
EP 0 333 647 A1 ist bereits ein gattungsgemäßer Abschusshebel bekannt.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, einen Abschusshebel bereitzustellen, mittels dessen besonders hohe Eintragsleistungen erreichbar sind. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Patentanspruchs 2 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Nebenansprüchen und Unteransprüchen entnommen werden können.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Abschusshebel, insbesondere Webmaschinenabschusshebel, mit einem Grundkörper.
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Es wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest teilweise in einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist. Unter einem „Abschusshebel“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Hebel verstanden werden, der dazu vorgesehen ist, ein Projektil, insbesondere ein Webmaschinenprojektil, abzuschießen, d.h. insbesondere von einer ersten Position heraus zu beschleunigen. Unter einem „3D-Druckverfahren“ soll insbesondere ein Verfahren verstanden werden, bei dem ein dreidimensionales Werkstück schichtweise aufgebaut wird, wobei der Aufbau vorzugsweise computergesteuert aus einem und/oder auch mehreren flüssigen oder festen, insbesondere pulverförmigen Werkstoffen erfolgt. Es handelt sich dabei insbesondere um ein additives Verfahren. Vorzugsweise finden beim und/oder nach einem Druckvorgang physikalische oder chemische Härtungs- und Schmelzprozesse statt. Dabei ist denkbar, dass grundsätzlich alle, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Druckverfahren eingesetzt werden, wie beispielsweise Druckverfahren mit Polymerisationsvorgängen, Aufschmelzvorgängen, unter Einsatz von Pulver, Filamenten, Klebstoffen usw.
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Es können nur kleine Bestandteile des gesamten Grundkörpers in einem 3D-Druckverfahren hergestellt sein. Besonders vorteilhaft ist jedoch zumindest ein wesentlicher Massenanteil des Grundkörpers und insbesondere des gesamten Abschusshebels, d.h. zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 30% und ganz besonders vorzugsweise zumindest 50% des funktionsfähigen, in einer Webmaschine einsetzbaren Abschusshebels in einem 3D-Druckverfahren hergestellt.
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Unter einem „Grundkörper“ soll dabei ein Körper verstanden werden, der zumindest einen wesentlichen Volumen- und/oder Massenanteil, d.h. insbesondere mehr als 50%, des Abschusshebels ausmacht und/oder der insbesondere einen Hebelarm von einer Krafteinleitungsstelle des Abschusshebels bis zu einer Abschussstelle, insbesondere einer Kontaktfläche zu einem zu beschleunigenden Projektil, zumindest im Wesentlichen, d.h. insbesondere zu mehr als 50%, ausbildet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper zumindest teilweise als Hüllkörper ausgebildet ist. Dabei soll unter einem „Hüllkörper“ insbesondere ein Körper verstanden werden, der einen Raum und/oder einen dreidimensionalen Körper zumindest zum Großteil umschließt. Der Raum weist vorzugsweise ein zumindest wesentliches Volumen des Abschusshebels auf, d.h. insbesondere zumindest 10%, vorzugsweise zumindest 20% und besonders bevorzugt zumindest 30%, und/oder erstreckt sich zumindest in seiner Summe über einen wesentlichen Teil, d.h. über mehr als 20% und vorzugsweise über mehr als 40%, einer Gesamtlänge des Abschusshebels.
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Der Hüllkörper wird insbesondere von einem Hohlkörper gebildet, in dessen Hohlraum Gas, wie insbesondere Luft, und/oder auch zumindest ein weiterer Körper, d.h. Füllkörper, angeordnet sein kann.
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Dadurch, dass der Grundkörper zumindest teilweise in einem 3D-Druckverfahren hergestellt ist und/oder hergestellt wird und/oder dass der Grundkörper zumindest teilweise als Hüllkörper ausgebildet ist, können insbesondere bestimmte Formen und Eigenschaften besonders flexibel gezielt auf vorliegende Anforderungen abgestimmt werden, wodurch ein Abschusshebel bereitgestellt werden kann, mittels dessen besonders hohe Eintragleistungen erreichbar sind. Ferner können insbesondere kleine Massenträgheiten erzielt werden. Durch eine vorzugsweise geschlossene Bauweise, insbesondere in und entgegen einer Abschussrichtung, kann ein Abschusshebel erzielt werden, der besonders unempfindlich ist gegenüber einer Verschmutzung. Es kann eine hohe Festigkeit mit einer gleichzeitig gewünschten Elastizität erreicht werden. Insbesondere kann eine angepasste Steifigkeit über eine Länge des Abschusshebels erreicht werden, wie besonders vorteilhaft eine von einem Fußbereich des Abschusshebels zu einem Kopfbereich, d.h. im Bereich einer Kontaktfläche mit einem Projektil, abnehmende Steifigkeit, wobei im Kopfbereich vorzugsweise dennoch eine hohe Elastizität vorliegt.
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Ist in dem als Hüllkörper ausgebildeten Grundkörper, d.h. insbesondere in einem vom Grundkörper zumindest zum Großteil umschlossenen Raum, zumindest teilweise zumindest ein Füllkörper angeordnet, kann insbesondere die Steifigkeit und/oder auch ein Steifigkeitsverlauf des Abschusshebels besonders vorteilhaft eingestellt werden.
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Es können mehrere zumindest gleichartige und/oder auch mehrere verschiedene Füllkörper innerhalb des Grundkörpers angeordnet sein, die sich insbesondere in Material und/oder Wandstärke vom Grundkörper und/oder auch untereinander unterscheiden können, wodurch die Flexibilität in einer Anpassung einer Steifigkeit weiter erhöht werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Füllkörper eine wesentlich, d.h. mindestens um 20%, geringere Dichte aufweist als der Grundkörper, wodurch bei einem geringen Gewicht eine hohe Steifigkeit erzielt werden kann. Dabei kann der Füllkörper zumindest teilweise aus einem Material mit einer geringeren Dichte als der Grundkörper hergestellt sein und/oder kann insbesondere mit einer inneren Porenstruktur und/oder ganz besonders vorteilhaft mit einer inneren Zellenstruktur ausgebildet sein. Unter einer „Porenstruktur“ soll dabei eine Materialstruktur verstanden werden, bei der im Material eine Mehrzahl an Freiräumen, insbesondere mit Gaseinschlüssen, vorliegen, die insbesondere zumindest eine Erstreckung aufweisen, die insbesondere größer ist als 1 µm, vorzugsweise größer als 0,1 mm und ganz besonders bevorzugt größer als 0,5 mm, jedoch insbesondere kleiner als 1 cm, vorzugweise kleiner als 5 mm und ganz besonders bevorzug kleiner als 1 mm ist und/oder deren Formen variieren, undefiniert sind und/oder sich bei der Herstellung insbesondere frei ergeben, und/oder die insbesondere durch einen Schäumungsvorgang hergestellt sind und insbesondere bei geschäumten Produkten auftreten. Unter einer „Zellenstruktur“ soll dabei insbesondere ein Muster aus flächig und insbesondere räumlich angeordneten, Freiräume, ebenfalls insbesondere mit Gaseinschlüssen, begrenzenden Wandbereichen bzw. Zellen verstanden werden, die insbesondere eine eckige, vorzugsweise eine sechseckige Form aufweisen. Vorzugsweise weisen die Zellen zumindest eine Erstreckung auf, die größer ist als 1 mm und besonders bevorzugt größer als 2 mm.
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Weist der Füllkörper zumindest teilweise eine Zellenstruktur, insbesondere eine Wabenstruktur, auf, können besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften bei einem geringen Gewicht erzielt werden.
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Der Hüllkörper kann bei der Herstellung um den Füllkörper herum hergestellt werden, wie um den Füllkörper gespritzt und/oder insbesondere in einem 3D-Druckverfahren um den Füllkörper herum gedruckt werden, wobei grundsätzlich auch denkbar ist, dass zumindest ein Füllkörper nachträglich, d.h. nach einem Herstellen des Hüllkörpers, in einen Freiraum des Hüllkörpers eingebracht wird.
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Besonders vorteilhaft ist der Füllkörper jedoch zumindest teilweise in einem 3D-Druckverfahren hergestellt, wodurch dieser wiederum besonders flexibel in seiner Ausgestaltung ausgeführt werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass der als Hüllkörper ausgebildete Grundkörper zumindest eine Zugangsöffnung aufweist. Unter einer „Zugangsöffnung“ soll dabei insbesondere eine Öffnung verstanden werden, über die ein Gas, ein Material und/oder ein Körper in einen Hohlraum des Hüllkörpers eingeführt und/oder aus diesem abgeführt werden kann.
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Die Zugangsöffnung kann später in den Grundkörper zumindest teilweise eingebracht werden und/oder ist vorzugsweise zumindest teilweise beim Herstellvorgang, insbesondere beim Druckvorgang, mit an den Grundkörper angeformt. Durch eine entsprechende Zugangsöffnung können einfache Druckverfahren realisiert und es können unerwünscht eingeschlossene Materialien, wie insbesondere Druckmaterialien, im Grundkörper vermieden werden. Ferner kann die Zugangsöffnung vorzugsweise dazu genutzt werden, Gase und/oder Bauteile, wie insbesondere Füllkörper, in den Grundkörper einzubringen. Sollen Gase in den Grundkörper eingebracht werden, ist die Zugangsöffnung grundsätzlich anschließend wieder zu verschließen.
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Die Zugangsöffnung kann an verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Bereichen des Grundkörpers angeordnet sein. Besonders vorteilhaft ist die Zugangsöffnung jedoch in einem Wellenaufnahmebereich des Grundkörpers angeordnet, d.h. mündet insbesondere in einem Bereich, in dem eine Welle angeordnet ist, auf der der Grundkörper im Betrieb montiert ist, wodurch die Zugangsöffnung ohne weitere Bauteile einfach zumindest teilweise von der Welle verschlossen werden kann.
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Ferner können mechanische Eigenschaften des Abschusshebels vorteilhaft flexibel auf gewünschte Anforderungen angepasst werden, wenn der Grundkörper differierende Wandstärken aufweist, und zwar insbesondere, wenn eine einen Raum des als Hüllkörper ausgebildeten Grundkörpers begrenzende Wand des Grundkörpers differierende Wandstärken aufweist und besonders bevorzugt zumindest einen Bereich aufweist, in dem sich die Wandstärke stetig oder in mehreren Stufen verändert.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Teil des Grundkörpers zumindest teilweise aus einem Hochleistungskunststoff und/oder einem metallischen Werkstoff hergestellt und insbesondere gedruckt ist. Dabei soll unter einem „Hochleistungskunststoff“ ein Kunststoff verstanden werden, der sich von Standardkunststoffen insbesondere in seiner Temperaturbeständigkeit, in seiner Chemikalienbeständigkeit, in seiner Dichte und/oder in seiner mechanischen Eigenschaft unterscheidet. Insbesondere handelt es sich um einen thermoplastischen Kunststoff. Insbesondere weist der Hochleistungskunststoff ein Elastizitätsmodul größer 1000 MPa und vorzugsweise größer als 2000 MPa auf. Insbesondere weist der Hochleistungskunststoff eine Schmelztemperatur größer als 180°C und insbesondere eine Dichte größer als 1,0 gcm–3 und besonders vorzugsweise größer als 1,1 gcm–3 auf. Der Hochleistungskunststoff wird vorzugsweise von einem Polyethersulfon(PES)-, einem Polyamidimid(PAI)- und/oder ganz bevorzugt von einem Polyetheretherketon(PEEK)-Kunststoff gebildet. Besonders bevorzugt kann der Grundkörper auch insbesondere zumindest teilweise aus Titan gebildet sein.
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Hierdurch kann insbesondere eine vorteilhaft hohe Belastbarkeit des Grundkörpers erzielt werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper in zumindest einem Bereich aus einem ersten Material und in zumindest einem zweiten Bereich aus einem vom ersten Material differierenden zweiten Material gebildet ist, wodurch die Bereiche vorteilhaft auf differierende Anforderungen abgestimmt werden können, wie insbesondere auf differierende Verschleißanforderungen, Festigkeitsanforderungen, Gleitanforderungen usw. Dabei können vorzugsweise in dem 3D-Druckverfahren unterschiedliche Materialien gedruckt worden sein, und/oder es können auch mit anderen, sich vom 3D-Druckverfahren unterscheidenden Verfahren verschiedene Materialien verarbeitet worden sein, wie beispielsweise mittels eines Beschichtungsverfahrens usw.
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Es können verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Abschussvorrichtungen mit einem entsprechenden Abschusshebel ausgestattet werden, insbesondere Abschussvorrichtungen, bei denen eine Abschussgeschwindigkeit höher als 40 m/s, besonders vorteilhaft höher als 60 m/s und insbesondere bis zu 80 m/s erzielt werden kann, besonders vorzugsweise jedoch Abschussvorrichtungen mit einem Nockenantrieb, wie insbesondere mit einem Mehrnockenantrieb, wie dieser beispielsweise in der Druckschrift
EP 0 908 547 A1 beschrieben ist. Die Beschreibung des Nockenantriebs aus der
EP 0 908 547 A1 , dessen Funktionsweise und damit die aus der Druckschrift
EP 0 908 547 A1 entnehmbare Lehre soll ausdrücklich als in die vorliegende Offenbarung mit einbezogen angesehen werden.
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Der erfindungsgemäße Abschusshebel soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann der erfindungsgemäße Abschusshebel zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
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Zeichnungen
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 einen Abschusshebel in einer ersten perspektivischen Ansicht,
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2 den Abschusshebel aus 1 in einer zweiten perspektivischen Ansicht,
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3 eine Seitenansicht des Abschusshebels,
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4 einen Längsschnitt durch den Abschusshebel,
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5 einen Schnitt durch den Abschusshebel entlang der Linie V-V in 3,
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5a einen entsprechenden Schnitt durch einen alternativen Abschusshebel und
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6 einen Längsschnitt durch einen alternativen Abschusshebel
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt einen Abschusshebel, und zwar einen Webmaschinenabschusshebel mit einem Grundkörper 10, wobei der Grundkörper 10 in einem 3D-Druckverfahren mittels eines 3D-Druckers 28 hergestellt ist. Der Grundkörper 10 ist als Hüllkörper ausgebildet und weist einen mit Luft gefüllten Hohlraum 34 auf (3, 4 und 5). Der Grundkörper 10 weist eine Querschnittsform mit vier ebenen Seitenwänden auf, die über abgerundete Verbindungsbereiche verbunden sind (1, 2 und insbesondere 5).
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Der Grundkörper 10 weist einen von einer Nabe gebildeten Wellenaufnahmebereich 16 auf und erstreckt sich, ausgehend vom Wellenaufnahmebereich 16, langgestreckt, bogenförmig, sich verjüngend zu einem Aufnahmebereich 32, der dazu vorgesehen ist, einen nicht näher dargestellten Stoßschuh schwenkbar gelagert aufzunehmen. Unter dem Aufnahmebereich 32 soll in diesem Zusammenhang ein Bereich verstanden werden, in dem der Stoßschuh angeordnet ist.
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Der Hohlraum 34 endet in Längsrichtung, ausgehend von dem Wellenaufnahmebereich 16 in Richtung des Aufnahmebereichs 32 mit einem Abstand 36 vor dem Aufnahmebereich 32, wobei der Abstand 36 mindestens 2 %, vorzugsweise mindestens 5% einer Gesamtlänge des Grundkörpers 10 beträgt.
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Im Betrieb bildet der Abschusshebel einen Teil einer Abschussvorrichtung 30 mit einem Mehrnockenantrieb 26 einer nicht näher dargestellten Webmaschine, wie diese in 3 schematisch angedeutet ist.
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Der als Hüllkörper ausgebildete Grundkörper 10 weist eine Zugangsöffnung 14 auf, die in dem Wellenaufnahmebereich 16 des Grundkörpers 10 angeordnet ist. Die Zugangsöffnung 14 mündet direkt in einer Kontaktfläche des Wellenaufnahmebereichs 16, so dass die Zugangsöffnung 14 durch die Welle, auf der der Abschusshebel im Betrieb montiert ist, im montierten Zustand geschlossen ist.
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Der Grundkörper 10 wird mit einem pulverförmigen Grundmaterial im Druckverfahren hergestellt. Durch die Zugangsöffnung 14 kann im Druckverfahren auftretendes überflüssiges Pulvermaterial aus dem Hohlraum 34 heraus über die Zugangsöffnung 14 abgeführt werden.
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Der Grundkörper 10 ist in einem ersten Bereich 22, und zwar im Wellenaufnahmebereich 16, aus einem ersten metallischen Material und in einem sich in Richtung des Aufnahmebereichs 32 an den ersten Bereich anschließenden zweiten Bereich 24 aus einem vom ersten Material differierenden zweiten metallischen Material hergestellt. Das Material im ersten Bereich 22 weist eine höhere Festigkeit und insbesondere einen höheren Elastizitätsmodul auf als das Material im zweiten Bereich 24, und zwar insbesondere, um im Wellenaufnahmebereich 16 auftretende hohe Belastungen vorteilhaft aufnehmen zu können.
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Der Grundkörper 10 weist ferner differierende Wandstärken 18, 20 auf (4), und zwar ist der Grundkörper 10 in Richtung des Wellenaufnahmebereichs 16 mit einer zunehmenden Wandstärke ausgebildet.
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In 5a und 6 sind weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der 1 bis 5 verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele sind die Buchstaben a und b den Bezugszeichen des jeweiligen Ausführungsbeispiels in den 5a und 6 nachgestellt.
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Anstatt eines Grundkörpers 10 mit einer Querschnittsform mit vier ebenen Seitenwänden, die über abgerundete Verbindungsbereiche verbunden sind, ist auch ein Grundkörper 10a denkbar, der abgerundete Seitenwände und/oder sogar zumindest in einem Bereich eine insgesamt runde, beispielsweise elliptische Querschnittsform aufweist, wie dies in 5a schematisch in einem dem Schnitt in 5 entsprechenden Schnitt durch einen alternativen Grundkörper 10a dargestellt ist.
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In 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem Abschusshebel dargestellt, der einen Grundkörper 10b aufweist, der aus einem Hochleistungskunststoff, und zwar aus PEEK-Kunststoff, hergestellt ist. Der Grundkörper 10b ist in einem Filamentdruckverfahren hergestellt, bei dem ein Druckmaterial in Form eines lang gestreckten Filaments verwendet wird. Ein überflüssiges Pulvermaterial fällt nicht an, so dass der Grundkörper 10b ohne Zugangsöffnung, d.h. mit einem in sich geschlossenen Innenraum, ausgebildet werden kann.
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Anstatt eines ausschließlich mit Luft gefüllten Hohlraums 34 ist in dem als Hüllkörper ausgebildeten Grundkörper 10b ein Füllkörper 12b angeordnet. Der Füllkörper 12b weist eine wesentlich geringere Dichte auf als der Grundkörper 10b. Der Füllkörper 12b weist eine Zellenstruktur, und zwar eine Wabenstruktur, auf und ist ebenfalls in einem 3D-Druckverfahren hergestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Grundkörper
- 12
- Füllkörper
- 14
- Zugangsöffnung
- 16
- Wellenaufnahmebereich
- 18
- Wandstärke
- 20
- Wandstärke
- 22
- Bereich
- 24
- Bereich
- 26
- Nockenantrieb
- 28
- 3D-Drucker
- 30
- Abschussvorrichtung
- 32
- Aufnahmebereich
- 34
- Hohlraum
- 36
- Abstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0333647 A1 [0002]
- EP 0908547 A1 [0024, 0024, 0024]
