CN102083613A - 用于加工纤维增强软管的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目标是一种用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维从辊筒(14)展开。辊筒(14)围绕两根轴线旋转，第一轴线(A)是辊筒的主轴而第二轴线(B)大致平行于纤维展开的方向，其中辊筒(14)围绕第二轴线(B)的旋转方向与构造中的软管(3)的旋转方向相同。用于实现所述方法的装置包括敷设头(12)和辊筒支撑平台(15)，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维(10)通过环状纤维引导件(1)从辊筒(14)展开。本发明进一步的目标是一种用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法，其中通过基本上与软管同轴设置的旋转自调节环状纤维引导件(2)在软管表面上敷设加强纤维(10)。本发明还涉及一种用于实现上述方法的装置。

Description

用于加工纤维增强软管的方法和装置

技术领域

本发明的目标是一种用于加工纤维增强软管，特别是用于加工包括螺旋敷设加强层的高压软管的方法和装置。

背景技术

高压纤维增强软管，特别是较大直径的高压纤维增强软管，在文献中经常被称为挠性管，以将其与通常应用的工业软管和轮胎内胎加以区分。

挠性管使得液体或气体能够在可以彼此相对移动的两个连接点之间流动。因此，挠性管被用于海上石油开采业，此时它们必须要满足一系列的复杂要求，其中最为重要的就是压力保持。这就意味着挠性管必须要承受甚至是1000bar以上的高工作压力。而且，管必须要抵御其携带介质的化学作用，并且必须应对由所携带介质的扩散和减压造成的应力。它们必须要承受由互连装置的移动和海浪在它们身上造成的弯曲和轴向负荷。最后，管还必须要抵御存在于海平面以下几百米或者甚至是几千米深度的环境影响。

高压纤维增强软管可以包含有执行不同功能的若干层，例如密封内部流体层、负荷分配层、减振层、外部机械保护层和承重层。为了平衡来自内部和外部压力以及来自轴向负荷和弯曲负荷的作用力，在这样的软管内包括有多层加强层。在某些情况下要加入多达六层加强层。这些加强层由多根螺旋敷设的加强纤维制成。应该注意加强纤维可以是合股纤维也可以是非合股纤维。在本说明书中，术语“绞线”被用于专门表示合股加强纤维，而术语“线材”和“布线”则被用于表示用作加强纤维的钢绞线。而且，高压纤维增强软管在本说明书中经常被称为“软管”，而加强层纤维则被简称为“纤维”。

通常用于敷设加强层的装置包括辊筒或线轴，加强纤维从辊筒或线轴展开。辊筒和线轴执行相同的功能：能够围绕垂直于拉出纤维方向的轴线旋转从而允许展开加强纤维。辊筒和线轴本质上的不同仅在于其尺寸。在业内，较大的线轴经常被叫做辊筒。在本发明的语境中，对辊筒和线轴不加以区分，并且贯穿说明书使用的术语“辊筒”是表示辊筒或者线轴。

构造中的软管和纤维敷设装置要进行相对于彼此的旋转和平移(前进)运动。一种公知的敷设加强纤维的方法是软管只进行前进运动，而辊筒则围绕软管旋转。在一种可选的解决方案中，软管同时进行前进和旋转运动，而辊筒则只围绕其自身轴线旋转并且纤维敷设装置是固定的。在文献HU183564以及对应的英国专利GB 2107421(A)中介绍了这样的解决方案。

经常在刚性的心轴上构造(也就是加工)软管，但是以上引用的专利说明书和文献HU183565(对应于美国专利US4741794)报告了一种解决方案，其中不需要刚性心轴。文献HU206652中介绍的装置可以被认为是上述解决方案的变形，其中软管只进行旋转，而纤维敷设装置前进并且辊筒围绕其自身的固定轴线旋转。这种解决方案使得利用同一机械执行软管构造过程的所有阶段(从添加流体密封内衬到添加保护层)成为可能，节约了时间并且不再需要用到升降架。但是，该解决方案具有的缺点是在纤维敷设位置和辊筒之间有较长的距离，这可能会造成加强纤维的纠结，并且需要施加很大的反向纤维制动力。

而且，经常发生的问题来源是除了制动退卷的辊筒以外还要通过纤维“断裂”才能够实现制动加强纤维。例如，文献HU183565(如上所述)的图5b中示出的绞线敷设装置在对应的说明中进行了介绍。这种设置方式具有若干缺点，首先就是绞线制动。制动动作以三种不同的方式提供：第一是绞线脱离辊筒制动，然后是绞线被电磁制动，而最后是利用绞线变形装置使其制动。实践经验表明该解决方案不能对个体绞线提供相同的制动。相反，由于机构内摩擦力的不平衡和磨损的影响，绞线将会不均匀地制动。

预定型盘应用具有使绞线过度变形的尖端突起(尖刺)从而导致对绞线结构的破坏。而且，线材的预处理表面可能会由于圆盘尖刺上的摩擦而被破坏。该解决方案中使用的弹性压环的设置也是基于一种错误观念，原因在于压环由于其弹性而无法保持构造中的软管居中并允许软管相对于绞线敷设装置移动。可以轻易地看出如果构造中的软管的中心线与纤维敷设装置的中心线不一致，那么绞线就会被不均匀地敷设，其中绞线在一侧被敷设地过密(甚至彼此叠加)而在另一侧的绞线之间则存在间隙。

所有上述解决方案的常见并且非常严重的缺点是它们都没有提供用于在敷设加强层时防止加强纤维捻合的装置。这可能会在利用上述解决方案加工高压纤维增强软管期间导致出现技术问题。还有一个危险是由此生产出的软管可能无法在实际使用时的机械负荷下表现出预期的性能。

构造高压纤维增强软管的另一个关键问题是选择敷设加强纤维的角度。敷设角度从垂直于软管轴线的截面开始测量。

设计高压软管通常涉及认真设计加强纤维的敷设角度。例如，根据已知的解决方案，应用于具有2到4层的软管的敷设角度稍有不同，提供的敷设平均角度就会与所谓的“平衡角”有至少10弧分的差异。文献HU198781和对应的美国专利4860798公开的软管包括的螺旋敷设加强层有2层、4层、6层或者甚至是8层之多。各层的敷设角度从内向外明显减小(从55度到16度)。敷设角度通过严格的包括了纤维断裂伸长率的数据公式进行计算。显而易见的是加强纤维层的敷设角度可以在很大程度上改变。

加强纤维可以由钢、基于聚合物的纤维、玻璃纤维等制成。为了提供必要的挠性，加强纤维通常由较细的纤维捻合而成。最常见地，加强纤维是由镀有黄铜或锌的钢丝线材(用于钢丝线材的其他名称有钢索和钢丝绳)制成的绞线。

对于软管的使用寿命和强度来说极为重要的是以有序的方式来敷设加强纤维，以提供均匀的强度。如果加强纤维敷设得过于紧密(堆压在一起)，软管的挠性就会很差。这是因为-由于软管的几何形状-个体纤维在软管弯曲时将不可避免地发生移动。如果应用涉及频繁的弯曲，那么纤维敷设得过于紧密就会造成过早的损坏。为了提供足够的挠性，在每一层内的纤维数量被选择为使得能够避免完全(100％)的覆盖，但是保持加强纤维之间的均匀距离，这是极为重要的。如果无法提供均匀性(并因此使得在某些区域内纤维间的距离增加)，那么穿孔型软管故障(主加强纤维层没有断裂时的软管壁部故障)的危险就会增加并且因此软管的压力保持能力就会退化。

为了加强纤维在使用中的均匀承载能力，确保施加相同的张力来敷设所有的加强纤维也很重要。否则部分加强纤维就会过载，这会导致降低软管的整体承载能力。基于以上内容，显而易见的是用于在构造中的软管上敷设加强纤维的机构(以下称为敷设头)设计是极为重要的。

敷设头必须以均匀的张力敷设加强纤维，并在软管加工过程期间执行其他功能，例如支撑构造中的软管并使其居中。(支撑和居中功能将在本说明书随后的内容中进行详细介绍。)

实践经验表明由合股纤维制成的加强层的特性要受到敷设方向和敷设角度的影响。如果例如具有右向捻合(Z捻)的绞线被沿着右手方向敷设在构造中的软管上，那么其就会有捻合在一起的趋势(捻度数量增加，并且绞线甚至可能会“自身缠绕”)。另一方面，如果相同的Z捻绞线被沿着左手方向敷设，那么就会有解开和松散的趋势，导致其被构造为具有松散捻合结构的软管。因此植入软管内的绞线特性就会不同于预期，造成内部压力下的软管捻合以及加强层的负荷分配变得不均匀，导致压力承受能力下降(也就是破裂压力更低)。

一种应对上述困难的可行解决方案是沿左手方向敷设的加强层是由S捻纤维制成，而沿右手方向敷设的层则包括具有Z捻的加强纤维。该解决方案由于其实施繁琐而并不经常应用。加强纤维的敷设方向在层与层之间必须被不断切换，这就严重地降低了生产率同时也无法防止过度捻合(纤维自身缠绕)。

发明内容

本发明的目标是提供一种有效地消除了上述缺点的方法和装置。

因此第一目标是提供一种软管加工方法和装置，其中螺旋敷设的加强纤维在敷设过程期间实际上不会进行捻合。

本发明的另一目标是即使在多层软管的情况下也不用施加过大的制动力即可确保以允许高生产率的方式均匀敷设加强纤维，而无需在开始敷设每一个新层之前对齐加强纤维。

由此通过提供两种不同的解决方案来实现本发明的目标，其中任意一种都可以被单独应用。但是这两种方案优选地-至少是在合股加强纤维绞线的情况下-一起使用，原因在于已知的敷设头由于纤维路径的突然变向(“断裂”)和在断裂点处产生的摩擦力而不能在没有捻合时敷设加强纤维。无捻合纤维的敷设和均匀的纤维分布的需求以这样的方式彼此相关：如果两者同时满足，那么它们都可以得到最满意的结果。

由本发明提供的解决方案可以被用于敷设任何材料例如钢或其他金属线材的加强纤维以及由合成或天然聚合物制成的纤维，但是其特定优点在使用合股加强纤维绞线时得以最好的展示。具有捻合结构的加强纤维绞线被统称为绞线。部分示范性的绞线类型如下：一层或多层钢丝线材、钢丝绳、具有多重捻合的钢索、合股或捻合的棉纤维、聚酯、聚酰胺、芳香族聚酰胺、玻璃纤维、碳纤维等。

通过以无捻合和均匀的方式敷设加强纤维绞线，软管的特性特别是其压力承载能力可以得到改善。同时，由于不必在每一层之间都切换绞线的捻合方向(与左手层由S捻线材制成和右手层由Z捻线材制成的软管相反)，因此本发明允许高生产率。

实现本发明第一目标也就是无捻合敷设加强纤维的解决方案结合这样的解决方案进行介绍：其中构造中的软管进行围绕其自身轴线的旋转运动，而敷设头则沿着软管轴线的方向前进。

通过围绕两根轴线旋转辊筒来实现第一目标。一方面，通过拉动应用于构造加强层的纤维使辊筒围绕其自身的旋转轴(我们称其为轴A)旋转，而在另一方面，辊筒还围绕被设定为垂直于其自身的轴线的轴线(我们称其为轴线B)旋转。轴线B基本上平行于从辊筒上展开纤维的方向。辊筒围绕轴线B沿着与构造中软管的旋转方向相同的方向旋转。辊筒通过展开纤维的作用力围绕轴A旋转，而轴线B则通过驱动器被迫使旋转。

由于如上所述只有相对移动对本发明才有意义，因此可以确定构造中的软管被相对于敷设头同时旋转和前移，或者换句话说，软管在构造软管过程期间要同时进行旋转和前进运动。

根据本发明，利用可控转速的驱动器来旋转辊筒，其转速取决于构造中的软管的每分钟转数N和敷设角度α。加强层的敷设角度α从垂直于软管轴线的截面开始测量。

我们的理论计算表明：如果层敷设角度为α，那么只要围绕轴线B解开辊筒的每分钟转数(n)和软管绕其自身轴线的转速N满足以下公式所表达的关系，就可以防止绞线不捻合或过度捻合：

n＝Nsinα            (1)

上述说法也可以被表达陈述为实现本发明方法的优选方式是用受控的方式旋转辊筒，其中转速由敷设速度、角度和直径确定。

使用本发明的方法，辊筒被围绕轴线B旋转，其转速大致对应于利用公式(1)算出的转速，以使得辊筒被沿着与软管绕其自身轴线旋转相同的方向围绕轴线B旋转。因此辊筒围绕轴线B的转速与利用公式(1)算出的数值最多相差20％：

0.8Nsinα≤n≤1.2Nsinα        (2)

由理论计算支持的实践经验表明软管特性更多地受到绞线未捻合而不是过度捻合的影响。如果多层绞线同时具有S捻层和Z捻层，那么最外层的捻合方向对软管特性具有决定作用。如果具有纤维绞线的加强层具备双捻合结构(例如钢丝绳、纱线等)，那么第二捻方向具有决定作用。因此，可以确定即使是辊筒只在其绞线的最外层捻合方向或者(在多重捻合绞线的情况下)最终捻合的方向与敷设的加强层的方向相反的情况下才围绕轴线B旋转，本发明所使用的方法也可以实现。如果说-尽管对应于本发明的辊筒旋转方向-转速与公式(1)确定的转速有所不同，但是由于至少部分地实现了本发明的有利效果，因此所述方法也应该被认为是成功的。

我们已经认识到由于即使是在设计最为谨慎、指定方向无断裂的纤维路径中也会出现摩擦力阻碍辊筒旋转的效果，因此辊筒围绕轴线B的旋转只有在通过旋转产生的转矩能够克服敷设机构中产生的摩擦力时才会在软管表面上具有效果。所以，实现本发明方法的优选方式是在敷设头的轴向移动开始之前就开始围绕轴线B旋转辊筒。

围绕第二轴线B旋转辊筒可以用已知的若干种解决方案来实现，例如使用变频器驱动单元来单独驱动每一个辊筒，或者通过传动链、V形皮带等来共同驱动多于一个的辊筒。

本发明的方法用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管，其中构造中的软管同时进行相对于敷设头的旋转和前进运动，并且其中加强纤维从辊筒展开-其特征在于辊筒被围绕两根轴线旋转，第一轴线是辊筒的主轴而第二轴线大致平行于纤维展开的方向，其中辊筒围绕第二轴线的旋转方向与构造中的软管的旋转方向相同。

本发明的方法意味着绞线具有与当前敷设、添加的加强层的绞线方向相反的绞线方向以使得辊筒围绕大致平行于纤维展开方向的轴线旋转。

辊筒(14)围绕大致平行于纤维展开方向的轴线旋转的转速n大致为构造中的软管的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积，其中辊筒的转速n相对于敷设头得到。

n≈Nsinα

优选地，辊筒围绕大致平行于纤维展开方向的轴线旋转的转速n与构造中的软管的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积最多相差20％，其中辊筒的转速n相对于敷设头得到。

0.8Nsinα≤n≤1.2Nsinα

由于即使是在设计最为谨慎、指定方向无断裂的纤维路径中也会出现摩擦力阻碍辊筒旋转的效果，因此沿着与要构造的加强层的层方向对应的方向的辊筒旋转优选地在开始构造加强层之前开始以确保软管构造过程一开始就可以充分地利用旋转的效果。

本发明进一步的目标是一种用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法，其中构造中的软管同时进行相对于敷设头的旋转和前进运动，并且其中加强纤维通过环状纤维引导件从辊筒展开，所述方法的特征在于通过基本上与软管同轴设置的旋转自调节环状纤维引导件在软管表面上敷设加强纤维。使用自调节环状纤维引导件的重点在于自调节能力，因为通过这种能力纤维引导件就可以克服以上参照预定型盘详细介绍的现有装置中的缺点。

实现本发明的方法以使得在敷设加强纤维期间，利用设置为沿径向移动的滑动定心滑脚使软管在敷设头内居中设置。

利用本发明的方法，通过固定环和套管之间的压缩力来固定加强层，套管在已完成敷设后沿轴向移动，其中套管和固定环被设置为基本上与软管同心。在固定纤维之后末端被切断。

本发明的另一个方面是一种用于实现构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法的装置，其中构造中的软管同时进行相对于敷设头的旋转和前进运动，并且其中加强纤维通过环状纤维引导件从辊筒展开，其特征在于辊筒能够围绕两根基本上垂直的轴线旋转，其中一根轴线被驱动旋转并且被设定为基本上平行于纤维展开的方向。

辊筒围绕基本上平行于软管纵向轴的轴线的转速是可变的，并且辊筒围绕基本上平行于纤维展开的方向设定的轴线的相对转速可以被成比例地与软管的转速同步。

本发明的保护范围包括一种用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的装置，其中构造中的软管同时进行相对于敷设头的旋转和前进运动，并且其中加强纤维从辊筒展开并且被传送通过环状纤维引导件，其特征在于将旋转自调节的环状纤维引导件基本上与软管同轴设置。

本发明的装置具有适合用于沿加强纤维表面滑动的定心滑脚，其中所述定心滑脚被设置为沿径向移动。

该装置还具有适合用于帮助加强纤维有序和无阻碍推进的旋转环。

该装置包括适合用于将加强纤维的末端与构造中的软管分离的套管，所述套管以轴向可移动的方式与软管同轴设置。

该装置具有被设置用于沿竖直方向移动的支撑辊。

附图简要说明

为了便于理解本发明的优点，参照附图对本发明的解决方案进行更加详细的介绍，在附图中：

图1示出了软管构造机的示意性侧视图，

图2a和2b示出了正在展开纤维的辊筒可围绕两根不同的轴线旋转的视图，以及

图3和图4示出了处于不同工作阶段的敷设头的截面图。

具体实施方式

图1示出了软管构造机的一种可行使用方式的示意性侧视图。根据该示意图，构造中的软管围绕其自身轴线旋转同时敷设头沿着相同轴线的方向前进。但是，本发明并不局限于这种使用方式，并且由于只有具体元件的相对移动(而不是相对于地面的移动)才对解决方案关注的方面有意义，因此只要构造中的软管同时进行旋转和前进运动、或者辊筒围绕软管旋转或者是这些情况的任意组合，就都可以应用本发明。

在图1示出的装置中，构造中的软管3进行相对于敷设头12的旋转，其中敷设头12和用于固定辊筒14的辊筒支撑平台15沿着平行于软管纵向轴的方向移动。会参照示出了更多细节的图3和图4来介绍敷设头12。图1仅仅示出了敷设头12的位置。通过转子机构13来旋转构造中的软管3。加强纤维10从适合用于围绕两根不同轴线旋转的辊筒14展开，并被传送通过定位柱19的通孔。定位柱19与辊筒支撑平台15一起移动。辊筒14通过传动链16和齿轮17由可调节转速的电机16围绕其轴线B旋转。图2示出了两幅视图，表示辊筒14围绕轴A和轴线B的旋转运动。

参照图3和图4对允许实现本发明另一目标(也就是均匀、一致地敷设加强层)的敷设头12的设置和操作进行介绍。图3示出了层敷设操作阶段期间的敷设头12，而图4中示出了两次连续的层敷设操作之间的敷设头12。

该装置包括至少一个本身已知的环状纤维引导件1和自调节的环状纤维引导件2，两者都被设置为基本上与构造中的软管3同轴。环状纤维引导件1和自调节的环状纤维引导件2含有设置为环状对称结构的纤维引导开口，其数量对应于要敷设的纤维数量。该装置还包括至少两个定心滑脚5。

加强纤维10(例如钢丝绳)被引入环状纤维引导件1(或者换句话说叫环状定位器)内并随后被传送通过自调节的环状纤维引导件2，其能够以自调节的方式自由旋转360度以允许纤维无约束地通过并且被设置为基本上与构造中的软管3同轴。加强纤维10随后被敷设在构造中的软管3的表面上。适合用于沿着已经敷设的加强层表面滑动的定心滑脚5被用于将软管保持在中心位置。定心滑脚以协作的方式移动从而确保软管总是被保持在装置理论上的中心线处。

套管4被设置为使其可以通过两个气压缸7相对于环状纤维引导件1沿着软管的长度移动，环状纤维引导件1被相对于敷设头12固定，套管4被包括在内用于实现特定功能。随着套管4的移动，与其相连的支撑辊8通过在每一侧连接至环状纤维引导件1的凸轮槽11进行上下移动。由于通常在加强层之间加有薄且敏感的弹性层，因此支撑辊8被用于在两个层敷设阶段之间保持软管3居中，此时敷设头12返回其初始位置以准备能够开始敷设下一层加强层，同时定心滑脚5被从软管表面上移走。支撑辊8沿构造中的软管3的表面滚动并且因此不会损坏弹性层。(与此相比滑动的定心滑脚5则可能会通过滑动摩擦造成损坏。)在敷设头12返回其初始位置之后，上述步骤可以重复进行以生成另一层加强层。

套管4在敷设头12返回期间以其向前推送的状态执行另一功能。在敷设一层加强层之后，随着套管被向前推送，纤维被固定在套管4和固定环6之间的间隙中。在纤维被牢固地固定之后，将其沿着软管的整个外缘切断，或者换句话说使其与刚形成的加强层分离。敷设系统随后可以返回到构造中的软管3的起始端用于生成另一层加强层。

旋转环9具有一项重要的功能。旋转环9被用于支撑加强纤维10同时不允许它们围绕管引导件1的圆柱形部分形成捻合。旋转环9的自由旋转设置允许降低对加强纤维10的摩擦阻力。

应该强调-与生产商现行的实践方式形成鲜明对比的是-以上介绍的敷设装置被设置为使其对加强纤维进行最低程度的变形并且具有最小的摩擦阻力。在这样的设置中，加强纤维内产生的张力实际上通过控制辊筒14的制动来确定，此时置于其上的不受控的作用力(对于每一根纤维各不相同)只有最低限度的影响。由此所有的加强纤维都以相同的预拉伸量被构造到软管内，这对于软管的使用寿命和承载能力具有很明显的效果。保持加强纤维的变形最小也防止了绞线结构在软管构造期间的过度变形，过度变形对软管强度有负面影响，并且在已知的软管构造机中经常发生。低水平的变形和低摩擦阻力降低了对加强纤维的预处理(涂层)表面的破坏并因此不会妨碍对埋线层的附着。

以下通过一个非约束性示例来更加详细地介绍本发明的使用。

示例

首先在具有90mm直径的心轴上生成由未硫化橡胶板制成的衬垫，并随后添加分配负荷的涂胶纹理。心轴在软管构造机内只进行旋转动作。加强纤维10(在此具体情况下为钢丝绳绞线)具有3.6mm直径的黄铜镀层、Z捻和每根纤维绞线高于18000N的抗拉强度。线材绞线从制动的具有250mm直径的辊筒展开。辊筒已经用图1中示出的方式安装在构成辊筒支撑平台15的竖直杆上。通过与心轴的转子机构13同步的变速电机使辊筒围绕其轴线B旋转。用于旋转心轴的电机转速和辊筒转速的比值是可调节的。辊筒支撑平台15的杆以及敷设头12被平行于构造中的软管3在滑脚轨道上移动。该移动与电机旋转心轴同步。线材绞线以接近于所谓平衡角(从垂直于软管轴线的截面开始测量为35.26度)的角度被敷设两层。辊筒围绕轴线B的转速被设定为使得在心轴旋转时，对于心轴的每一转，辊筒都沿着相同方向完成0.52转。从辊筒展开的线材绞线被传送通过环状纤维引导件1和旋转自调节的环状纤维引导件2，旋转自调节的环状纤维引导件2具有的纤维引导开口数量对应于线材绞线的数量。构造中的软管3通过定心滑脚5保持就位。在已经敷设好第一线材层之后，利用气压缸将套管4前压，然后线材绞线就被固定在套管4和固定环6之间的间隙内。线材绞线在固定环6处被切断，或者换句话说将它们与完成的加强层分离，然后将敷设机构送回其初始位置。随后将内嵌的橡胶层加至软管并敷设与第一层相对的第二线材层。用类似于第一线材层的方式，在心轴旋转时，对于心轴的每一转，辊筒14都围绕轴线B沿相同方向完成0.52转。最后在软管上敷设橡胶保护层，然后用聚酰胺织成的胶带包装软管并在蒸汽锅炉内进行硫化。这样加工出的软管的破裂压力为969bar，比利用相同类型的线材绞线但是没有围绕轴线B旋转辊筒生产出的软管的破裂压力(878bar)要高出10％。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.用于构造用螺旋敷设的合股纤维绞线加强的软管的方法，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强合股纤维绞线从辊筒(14)展开，并且辊筒(14)围绕两根轴线旋转，第一轴线(A)是辊筒的主轴而第二轴线(B)大致平行于合股纤维绞线展开的方向，其特征在于辊筒(14)围绕大致平行于合股纤维绞线展开方向的轴线(B)的转速n大致为构造中的软管(3)的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积，其中辊筒的转速n相对于敷设头(12)得到，

n≈Ns inα

并且辊筒(14)围绕第二轴线(B)的旋转方向与构造中软管(3)的旋转方向相同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于只有在合股纤维绞线的最外层捻合方向与正在敷设的层的捻合方向相反的那些层的情况下，辊筒(14)围绕大致平行于合股纤维绞线展开方向的轴线(B)的旋转才会应用。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于辊筒(14)围绕大致平行于合股纤维绞线展开方向的轴线(B)的转速n与构造中的软管(3)的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积最多相差20％，其中辊筒的转速n相对于敷设头(12)得到，

0.8Nsinα≤n≤1.2Nsinα。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其特征在于在开始构造加强层之前就使辊筒(14)开始沿着与要构造的加强层的层方向对应的方向旋转。

5.如权利要求1至4中的任意一项所述的方法，其特征在于通过基本上与软管同轴设置的旋转自调节环状纤维引导件(2)在软管表面上敷设加强合股纤维绞线(10)。

6.如权利要求1至5中的任意一项所述的方法，其特征在于在敷设加强合股纤维绞线(10)期间，利用设置为沿径向移动的滑动定心滑脚(5)使软管在敷设头(12)内居中设置。

7.如权利要求1至6中的任意一项所述的方法，其特征在于在已完成敷设之后，将加强层固定在固定环(6)和沿轴向移动的套管(4)之间的间隙内，其中套管(4)和固定环(6)基本上与软管同心设置，并且随后切断合股纤维绞线的末端。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于通过所述套管(4)使加强纤维(10)的末端与构造中的软管(3)分离，套管以轴向可移动的方式与软管同轴设置。

Claims (16)

1.用于构造用螺旋敷设的纤维加强的软管的方法，其中构造中的软管(3)同时进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维从辊筒(14)被展开，其特征在于辊筒(14)围绕两根轴线旋转，第一轴线(A)是辊筒的主轴而第二轴线(B)大致平行于纤维展开方向，其中辊筒(14)围绕第二轴线(B)的旋转方向与构造中软管(3)的旋转方向相同。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于只有在纤维绞线的最外层捻合方向与正在敷设的层的捻合方向相反的那些层中，辊筒(14)围绕大致平行于纤维展开方向的轴线(B)的旋转才会应用。

3.如权利要求1和/或权利要求2所述的方法，其特征在于辊筒(14)围绕大致平行于纤维展开方向的轴线(B)的转速n大致为构造中的软管(3)的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积，其中辊筒的转速n相对于敷设头(12)得到，

n≈Nsinα。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的方法，其特征在于辊筒(14)围绕大致平行于纤维展开方向的轴线(B)的转速n与构造中的软管(3)的转速N和敷设角度α的正弦值的乘积最多相差20％，其中辊筒的转速n相对于敷设头(12)得到，

0.8Nsinα≤n≤1.2Nsinα。

5.如权利要求1至4中的任意一项所述的方法，其特征在于在开始构造加强层之前就使辊筒(14)开始沿着与要构造的加强层的层方向对应的方向旋转。

6.用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维通过环状纤维引导件(1)从辊筒(14)展开，其特征在于通过基本上与软管同轴设置的旋转自调节环状纤维引导件(2)在软管表面上敷设加强纤维(10)。

7.如权利要求1至5或权利要求6中的任意一项所述的方法，其特征在于如下事实：在敷设加强纤维(10)期间，利用设置为沿径向移动的定心滑脚(5)使软管在敷设头(12)内居中设置。

8.如权利要求1至5或权利要求6至7中的任意一项所述的方法，其特征在于在已完成敷设之后，将加强层固定在固定环(6)和沿轴向移动的套管(4)之间的间隙内，其中套管(4)和固定环(6)被设置为基本上与软管同心，并且随后切断纤维末端。

9.用于实现如权利要求1至5或权利要求6至8中的任意一项所述的构造用螺旋敷设纤维加强的软管的方法的装置，所述装置包括敷设头(12)和辊筒支撑平台(15)，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维(10)被通过环状纤维引导件(1)从辊筒(14)展开，其特征在于辊筒(14)围绕两根基本上垂直的轴线(A，B)旋转，其中一根轴线(B)被驱动旋转并且被设定为基本上平行于纤维展开方向。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于辊筒(14)具有围绕基本上平行于展开纤维方向的轴线(B)旋转的可变转速。

11.如权利要求9至10中的任意一项所述的装置，其特征在于辊筒(14)围绕基本上平行于展开纤维的方向设定的轴线(B)的相对转速可以被成比例地与软管的转速同步。

12.用于构造用螺旋敷设纤维加强的软管的装置，包括敷设头(12)和辊筒支撑平台(15)，其中构造中的软管(3)进行相对于敷设头(12)的旋转和前进运动，并且其中加强纤维(10)通过环状纤维引导件(1)从辊筒(14)展开，其特征在于将旋转自调节的环状纤维引导件(2)基本上与软管同轴设置。

13.如权利要求9至12中的任意一项所述的装置，其特征在于具有适合用于沿加强纤维(10)的表面滑动的定心滑脚(5)，其中所述定心滑脚(5)被设置为沿径向移动。

14.如权利要求9至13中的任意一项所述的装置，其特征在于具有适合用于支撑加强纤维(10)的旋转环(9)。

15.如权利要求9至14中的任意一项所述的装置，其特征在于具有适合用于将加强纤维(10)的末端与构造中的软管(3)分离的套管(4)，套管(4)以轴向可移动的方式与软管同轴设置。

16.如权利要求9至15中的任意一项所述的装置，其特征在于具有被设置用于沿竖直方向移动的支撑辊(8)。

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