Entwicklung Ladehilfe 22lr
Mittels Skizzen wurden mehrere Ausführungen einer Ladehilfe für Kleinkalibermagazine konzipiert. Eine Analyse von Materialeigenschaften diente zur Auswahl von Kunststoffen. Zugversuche dienten zu Ermittlung des Kunststoffs mit den besten mechanischen Kennwerten. ANSYS-Workbench wurde zur Festigkeitsanalyse an kritischen Stellen der Ladehilfe verwendet.
Konzepte
Es werden drei Varianten (nur Lösungsvariante abgebildet) mittels Skizzen evaluiert. Von drei Varianten wird die am besten geeignete ausgewählt und weiter bearbeitet.
Diese verfügt über ein Steuerelement zum zurückziehen der Patronen unter die Magazinlippen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Ladehilfen entfällt dadurch das Schieben der Patronen unter die Magazinlippen.
Ausarbeitung
Durch eine technische Analyse von Schnittstellen zwischen Kleinkalibermagazinen und der Ladehilfe werden detaillierte Zeichnungen angefertigt. Diese dienen zur effizienten Umsetzung der Ladehilfe im CAD.
Konstruktion
Das Steuerelement wird als Facette (rot) ausgeführt. Dadurch wird eine Bewegung des Plungers (grün), sodass die Patronen während des Ladevorgangs unter die Magazinlippen gezogen werden.
Materialauswahl
Mithilfe einer Materialauswahl werden geeignete Kunststoffe evaluiert. Diese werden in einem Labor auf ihre Zugfestigkeit geprüft.
ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) wird als Kunststoff für die Ladehilfe ausgewählt. Neben der zehn mal so hohen UV-Beständigkeit gegenüber ABS weist ASA mit 25 MPa eine fast doppelt so hohe Festigkeit wie ABS auf.
Festigkeitsanalyse
Da kein Prüfstand zum Nachweis der Dauerfestigkeit an der Ladehilfe zur Verfügung steht, wird ein Prüfling angefertigt und wechselnder Belastung ausgesetzt.
In einem FEM-Modell wird die Spannung in Abhängigkeit des Öffnungswinkels des Prüflings ermittelt. Dieser wird so gewählt, dass die Spannung 90% bzw. 22.5 MPa der ermittelten Festigkeit beträgt.
ANSYS-Nachweis
Der Versuchsaufbau zeigt, dass bei einer wechselnden Belastung von 22.5 MPa die kritische Stelle des Prüfling nach 250'000 Zyklen versagt. Dies äussert sich in einem Riss durch das Bauteil.
ANSYS-Nachweis
Ein FEM-Modell der Ladehilfe zeigt, dass bei der im Einsatz auftretenden Krafteinwirkung eine mechanische Spannung von maximal 2.8 MPa auftritt. Die Ladehilfe liegt damit im Bereich der Dauerfestigkeit von 22.5 MPa.