DE202007015687U1

DE202007015687U1 - Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder

Info

Publication number: DE202007015687U1
Application number: DE202007015687U
Authority: DE
Original assignee: POLYSTAL COMPOSITES GmbH
Current assignee: POLYSTAL COMPOSITES GmbH
Priority date: 2007-11-10
Filing date: 2007-11-10
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2017-11-11

Abstract

Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder, insbesondere Siebstabbänder, mit mindestens zwei umlaufenden, biegsamen Bändern, wobei die Stäbe quer zur Laufrichtung der Bänder angeordnet und auf den Bändern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (1) aus unidirektional faserverstärktem Kunststoff besteht und an den Stabenden Metallhülsen (2) angeordnet sind, die durch nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung über den gesamten Querschnittsumfang kraftschlüssig mit dem Stab (1) verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen faserverstärkten Kunststoffstab für ein Stabband, wie sie in Stabbandförderern zum Einsatz kommen. Entsprechende Stabbänder weisen mindestens zwei umlaufende, biegsame Bänder auf, an denen quer zur Laufrichtung der Bänder die Bänder verbindende Stäbe angeordnet sind.
Stäbe für Stabbandförderer aus faserverstärktem Kunststoff sind bereits bekannt. Gegenüber herkömmlichen Stäben aus Stahl oder Federstahl zeichnen sich diese Stäbe durch eine wesentlich geringere Masse aus.
Üblicherweise sind diese Stäbe als Rundstab ausgeführt, die mittels spezieller Halteeinrichtungen an den umlaufenden, biegsamen Bändern befestigt sind. So wird beispielsweise in der DE 297 03 270 U1 die Befestigung von Kunststoffstäben an einem Band mittels Schellen, die durch Nieten an dem biegsamen Band befestigt sind, beschrieben. Der Stab ist kraftschlüssig zwischen Schelle und Band eingespannt. Die mechanische Belastung des Stabmaterials ist bei dieser Befestigung jedoch so erheblich, dass es beim Betrieb des Stabbandes zu einer Beschädigung des Stabes im Bereich der Befestigung kommt.
In der DE 202004013264 U1 werden spezielle Formen des Stabendes von faserverstärkten Kunststoffstäben beschrieben, die eine hinreichend stabile und sichere Befestigung des faserverstärkten Stabes an einem biegsamen Band ermöglichen sollen. Entsprechende Formgebungen des Stabendes sind jedoch mit einem erheblichen Aufwand verbunden und erfordern zumeist auch eine speziell angepasste Apparatetechnik zur Befestigung des Stabes am Band.
Darüber hinaus sind zur Befestigung von zumeist Metallstäben an einem biegsamen Band zur Fertigung eines Stabbandes eine Vielzahl weiterer Lösungen bekannt. Eine der am häufigsten in der Praxis anzutreffenden Befestigungen ist das Schrauben oder Nieten. Dazu wird, wie beispielsweise in der DE 44 01 586 A1 oder der DE 195 20 927 A1 gezeigt, ein mit Löchern versehenes abgeflachtes Stabende auf das biegsame Band aufgelegt und mittels durch die Löcher des Stabendes sowie im Band befindliche Löcher greifende Schrauben oder Nieten mit dem biegsamen Band verbunden.
Bekannt ist auch die Befestigung von Stäben an biegsamen Bändern zur Fertigung eines Stabbandes mittels spezieller am Band befestigter Halteelemente, durch die der Stab zumeist kraftschlüssig gehalten wird ( DE 35 29 465 A1 oder EP 0 937 001 B1 ). Kraftschlüssige Befestigungen dieser Art sind für faserverstärkte Kunststoffstäbe nicht anwendbar, da sie infolge der erheblichen Belastung des Stabmaterials zu einer Beschädigung des Stabes führen.
Schließlich ist es aus der DE 20 05 856 A1 sowie der DE 25 35 903 A1 bekannt, in die nach innen liegenden Seiten der biegsamen Bänder eines Stabbandes Sacklöcher zur Aufnahme der Stäbe einzuarbeiten. Dabei hat es sich, wie in der DE 25 35 903 A1 ausgeführt, als vorteilhaft erwiesen, auf die Enden der Stäbe topfartige Hülsen aus Kunststoff oder Metall aufzusetzen und die Stabenden samt den aufgesetzten Hülsen in die Sacklöcher einzusetzen. Diese Lösung ist jedoch in ihrer Anwendung auf Stabbänder mit ausreichend mächtigen biegsamen Bändern eingeschränkt und daher nur begrenzt anwendbar.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen faserverstärkten Kunststoffstab auf einfache Weise an einem biegsamen Band zur Fertigung eines Stabbandes zu befestigen. Dabei sollen aus dem Stand der Technik bekannte und in der Praxis weit verbreitete Befestigungsarten anwendbar sein. Die Erfindung soll in ihrer Anwendung nicht auf Spezialanwendungen und spezielle Bänder eingeschränkt sein.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass an den Enden eines unidirektional faserverstärkten Kunststoffstabes Metallhülsen angeordnet sind, die über die Stabenden greifen und durch eine über ihren Querschnittsumfang nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung kraftschlüssig mit dem Stab verbunden sind. Die Metallhülsen können einen über das Stabende hinausragenden Teil aufweisen, der konstruktiv weitgehend beliebig gestaltet sein kann, oder am Stabende enden. Der über das Stabende hinausragende Teil der Metallhülse kann beispielsweise abgeflacht und mit in Längsrichtung hintereinander liegenden Bohrungen versehen sein, um den Stab in konventioneller Weise durch Nieten oder Schrauben mit dem biegsamen Band zu verbinden. Vorteilhaft ist es in diesem Fall, wenn der über das Stabende hinausragende Teil der Metallhülse im Querschnitt u-förmig eingezogen ist. Die durch die u-förmige Einziehung gebildete Mulde kann zur Aufnahme von Niet- oder Schraubenköpfen dienen und diese gegen mechanische Belastung schützen.
Die konstruktive Gestaltung des über das Stabende hinausragenden Teiles der Metallhülse ist selbsverständlich nicht auf die vorstehend beschriebene beispielhafte Ausführung eingeschränkt. Sie kann so gestaltet sein, dass nahezu jede aus dem Stand der Technik bekannte Variante zur Befestigung von Stäben an einem biegsamen Band zur Fertigung eines Stabbandes ausgeführt werden kann.
Die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Metallhülse und dem Stab sollte sich über eine Länge zwischen 1 bis 8 cm erstrecken. Sie kann durchgehend oder segmentiert ausgeführt sein. Es ist wichtig, dass die kraftschlüssigen Verbindung durch eine nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung der Metallhülse über ihren gesamten Querschnittsumfang realisiert wird. Diese nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung kann beispielsweise durch Pressen mit einem Acht- oder Mehrbackenwerkzeug erfolgen.
Sie kann aber auch durch isostatisches Pressen mit einem die Metallhülse umgebenden inkompressibelen Medium realisiert werden.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, die kraftschlüssige Verbindung zwischen Metallhülse und unidirektional faserverstärktem Stab nicht bis zu dem in Richtung Stab weisenden Ende der Metallhülse auszuführen, d.h. das in Richtung Stab weisende Ende der Metallhülse über eine bevorzugte Länge von 1 bis 5 mm nicht im Querschnitt zu reduzieren. Das in Richtung Stab weisende Ende der Metallhülse weist dann in Richtung Stab eine trichterförmige Aufweitung auf.
Durch diese Ausgestaltung der Erfindung werden die unidirektionalen Verstärkungsfasern des Kunststoffstabes bei einer Biegebeanspruchung des Stabes nicht beschädigt.
Es kann zweckmäßig sein, zwischen Stab und Metallhülse eine Klebeschicht einzubringen, um so die Festigkeit der Verbindung Stab – Metallhülse ohne Vergrößerung der mechanischen Belastung des unidirektional faserverstärkten Kunststoffstabes zu erhöhen.
Besonders zweckmäßig ist es, die über den Stab greifende, bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sich trichterförmig erweiternde Öffnung des Metallhülse mit einer dauerelastischen Versiegelungsmasse auszufüllen, um so das Eindringen von Feuchtigkeit oder abrasiv wirkenden Schmutzteilchen zwischen Stab und Metallhülse zu vermeiden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in
1: die Draufsicht eines unidirektional faserverstärkten Kunststoffstabendes mit angeordneter Metallhülse und konventioneller Nietverbindung zwischen Stab und Band
2: die Seitenansicht als Längsschnitt von 1 und in
3: einen Detailschnitt des in Richtung Stab weisenden Endes der Metallhülse
Die 1 und 2 veranschaulichen eine an einem Ende eines unidirektional faser verstärkten Kunststoffstabes 1 angeordnete Metallhülse 2 mit einem über das Stabende hinausragenden Teil 3. Die Metallhülse ist aus einem Rohr 12 mm × 1 mm gefertigt. Der unidirektional faserverstärkte Kunststoffstab 1 und die Metallhülse 2 sind über eine Länge von ca. 4 cm übereinander geschoben und durch nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung der Metallhülse 2 über den gesamten Querschnittsumfang kraftschlüssig miteinander verbunden. Die Querschnittsreduzierung der Metallhülse 2 wurde mittels eines Achtbacken-Presswerkzeugs realisiert. Sie erstreckt sich, wie aus 3 ersichtlich, nicht bis zu dem in Richtung Stab weisenden Ende der Metallhülse 2, sondern endet ca. 3 mm vor diesem Ende. Das in Richtung Stab 1 weisende Ende 4 der Metallhülse 2 weitet sich, wie in 3 gut zu erkennen, trichterförmig auf. Zwischen dem Kunststoffstab 1 und der Metallhülse 2 ist eine Klebstoffschicht 5 eingebracht. Der Klebstoff 5 wurde vor der Verbindung von Kunststoffstab 1 und Metallhülse 2 auf das Kunststoffstabende aufgetragen. Infolge der Querschnittsreduzierung der Metallhülse 2 zur Erzeugung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Kunststoffstab 1 und der Metallhülse 2 ist ein Teil des Klebstoffes 5 aus der Metallhülse 2 ausgetreten. Er füllt die trichterförmige Erweiterung des Metallhülsenendes 4 und bildet um dieses eine die Verbindung zwischen der Metallhülse 2 und dem Kunststoffstab 1 versiegelnde Wulst 6. Die Versiegelung 6 schützt die Verbindungsstelle gegen das Eindringen von Feuchtigkeit und Schmutzpartikeln.
Bei der Verwendung des Kunststoffstabes 1 als Siebstab in einem Siebstabband unterliegt der Kunststoffstab einer wiederholten Biegebeanspruchung. Diese Biegebeanspruchung führt jedoch bei der beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführung der Befestigung der Metallhülse 2 am Kunststoffstab 1 nicht zu einer lokalen Beschädigung der Stabilisierungsfasern im Kunststoffstab. Der Kunststoffstab 1 kann gegenüber der Metallhülse 2 eine Biegung erfahren, ohne das dies zu einer Beschädigung des Kunststoffstabmateriales führt.
Der über das Ende des Kunststoffstabes I hinausragende Teil 3 der Metallhülse 2 ist zur Unterseite abgeflacht und im Querschnitt u-förmig eingezogen. Er ist mit zwei in Längsrichtung hintereinander angeordneten Durchgangsbohrungen 7 versehen. Zur Befestigung des Kunststoffstabes I an einem biegsamen Band 8 wird die abgeflachte Unterseite des über das Ende des Kunststoffstabes I hinausragenden Teiles 3 der Metallhülse 2 auf das biegsame Band 8 aufgelegt und mit durch im biegsamen Band 8 befindlichen Bohrungen greifenden Nieten 9 mit dem biegsamen Band 8 verbunden. Die beim Nietvorgang ausgeformten Nietköpfe liegen in der durch die u-förmige Einziehung der Metallhülse 2 gebildete Mulde. Sie sind dadurch vor mechanischen Belastungen beispielsweise, beim Einsatz des Stabbandes in einer landwirtschaftlichen Maschine als Siebstabband, geschützt.

Claims

Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder, insbesondere Siebstabbänder, mit mindestens zwei umlaufenden, biegsamen Bändern, wobei die Stäbe quer zur Laufrichtung der Bänder angeordnet und auf den Bändern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Stab (1) aus unidirektional faserverstärktem Kunststoff besteht und an den Stabenden Metallhülsen (2) angeordnet sind, die durch nahezu gleichmäßige Querschnittsreduzierung über den gesamten Querschnittsumfang kraftschlüssig mit dem Stab (1) verbunden sind.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (2) über eine Länge zwischen 1 bis 8 cm kraftschlüssig mit dem Stab (1) verbunden ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge, über die die Metallhülse (2) kraftschlüssig mit dem Stab (1) verbunden ist, segmentiert ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in Richtung Stab (1) weisende Ende der Metallhülse (2) nicht kraftschlüssig am Stab (1) anliegt.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (2) in Richtung Stab (1) eine trichterförmige Aufweitung aufweist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die trichterförmige Aufweitung des Hülsenendes (4) über eine Länge zwischen 1 bis 5 mm erstreckt.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (2) über ihren Umfang segmentiert in ihrem Querschnitt reduziert ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (2) über ihren Umfang in 8 oder mehr Segmenten in ihrem Querschnitt reduziert ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Stab (1) und Metallhülse (2) ein Kleber (5) eingebracht ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stab (1) umgebende Öffnung der Metallhülse (2) mit einer dauerelastischen Versiegelungsmasse (6) ausgefüllt ist.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallhülse (2) über das Stabende hinausragt.
Faserverstärkter Kunststoffstab für Stabbänder nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das über das Stabende hinausragende Teilstück (3) der Metallhülse (2) im Querschnitt u-förmig eingezogen und mit Bohrungen (7) versehen ist.