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Entwicklung Ladehilfe 22lr

Mittels Skizzen wurden mehrere Ausführungen einer Ladehilfe für Kleinkalibermagazine konzipiert. Eine Analyse von Materialeigenschaften diente zur Auswahl von Kunststoffen. Versuche dienten u.a. unter Verwendung von Zugversuchen zur Ermittlung des Kunststoffs mit den geeigneten Kennwerten. ANSYS-Workbench wurde zur Festigkeitsanalyse an kritischen Stellen der Ladehilfe verwendet.

Skizzen Ladehilfe 22lr.png

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. 

Gekritzel für Mobile.png
Funktionsweise 22lr Ladehifle.png

Konstruktion

Das Steuerelement wird als Facette (rot) ausgeführt. Dadurch wird eine Bewegung des Plungers (grün) erzeugt, sodass die Patronen während des Ladevorgangs unter die Magazinlippen gezogen werden. 

Materialauswahl

Mithilfe einer Materialauswahl werden Kunststoffe evaluiert. Diese werden in einem Labor auf ihre Zugfestigkeit geprüft. Gleichzeitig werden Eigenschaften wie die Temperaturbeständigkeit und UV-Beständigkeit verglichen. 

ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylester) wird als Kunststoff für die Ladehilfe ausgewählt. ABS wäre zwar einfacher herstellbar, hat jedoch eine geringere Witterungsbeständigkeit. Nylon wäre von den mechanischen Eigenschaften am besten geeignet, jedoch aufwändiger in der Verarbeitung.

Spannung Kerbe Prüfkörper.png

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. Es werden Öffnungswinkel mit Abstufungen zwischen von 1 MPa definiert. Der Prüfling wird so ausgelegt, dass eine der Realität entsprechende Belastung in Richtung der Hauptspannungstensoren entsteht. 

ANSYS-Nachweis

Der Versuchsaufbau zeigt, dass bei einer wechselnden Belastung von 12.5 MPa auf Biegung die kritische Stelle des Prüflings nach 250'000 Zyklen versagt. Dies äussert sich in einem Riss durch das Bauteil. 

Dauerfestigkeitsprüfstand.png
Hauptspannung Noppen.png

ANSYS-Nachweis

Ein FEM-Modell der Ladehilfe nach mehreren Festigkeitserhöhenden Massnahmen zeigt, dass bei der im Einsatz auftretenden Krafteinwirkung auf die Ladehilfe eine mechanische Spannung von maximal 2.8 MPa auftritt. Die Ladehilfe liegt damit im Bereich der Dauerfestigkeit von 12.5 MPa. Vor den Massnahmen lag die Ladehilfe ausserhalb des Bereichs.

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