CN111457243B - 芯轴结构及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

芯轴结构及其制造方法。一种在通过细丝缠绕工艺制造纤维增强树脂容器中使用的芯轴结构，其包括：轴，该轴具有构造成由驱动单元支撑的一对轴向端；芯轴，所述轴穿过该芯轴；和一对配件，所述轴穿过所述一对配件并且所述一对配件从所述芯轴的相应轴向端轴向伸出。所述芯轴形成为由水溶性材料制成的中空壳，并包括：一对轴孔，这一对轴孔中接纳所述轴；以及接纳凹部，其形成在所述芯轴的围绕每个轴孔的部分中并构造成以快速旋转的方式与相应的所述配件接合。

Description

芯轴结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及用于通过细丝缠绕工艺形成由纤维增强树脂制成的容器的芯轴结构及其制造方法。
背景技术
通常，当通过使用细丝缠绕工艺形成纤维增强树脂容器时，使用芯轴结构。芯轴结构通常包括：轴；由轴支撑的芯轴；以及由轴支撑并置于芯轴任一轴向端部的一对配件(例如，参见JPH09-323365A)。芯轴可以由水溶性材料制成。由浸渍有热固性树脂的增强纤维制成的细丝缠绕在芯轴上，然后加热以进行固化。从芯轴中将轴拉出，用水溶解芯轴，以使完成的压力容器脱离芯轴。
当将浸渍有热固性树脂的增强纤维缠绕在芯轴上时，增强纤维的张力施加至配件，使得配件需要牢固地固定至芯轴。如果配件未牢固地固定至芯轴，则周围的增强纤维会受到干扰，从而可能使完成的压力容器产生缺陷。
发明内容
鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是提供一种芯轴结构，该芯轴结构允许其配件以既准确又可靠的方式相对于芯轴定位。本发明的第二个目的是提供一种制造这种芯轴结构的方法。
为了实现该目的，本发明的一个方面提供一种在通过细丝缠绕工艺制造纤维增强树脂容器(2)中使用的芯轴结构(1)，该芯轴结构包括：轴(5)，该轴具有构造成由驱动单元(3)支撑的一对轴向端；芯轴(6)，所述轴穿过该芯轴；和一对配件(7、8)，所述轴穿过所述一对配件并且所述一对配件从所述芯轴的相应轴向端轴向伸出，其中，所述芯轴形成为由水溶性材料制成的中空壳，并包括：一对轴孔(26、31)，所述一对轴孔中接纳所述轴；以及接纳凹部(32)，其形成在所述芯轴的围绕每个轴孔的部分中并构造成以快速旋转方式与相应的所述配件接合。
因为芯轴形成有用于以快速旋转方式保持相应配件的接纳凹部，所以能够以可靠的方式相对于芯轴定位配件。由此，即使在不具有衬套的压力容器的情况下，配件也能够以快速旋转方式相对于芯轴定位。通常，芯轴由包含纸浆和包含淀粉的粘合剂的材料制成。
优选地，每个配件均包括：在其中接纳所述轴的管状部(41)；以及设置在所述管状部的基端的凸缘(42)，并且其中每个接纳凹部均设置有径向向外延伸的径向延伸部(32B)，并且所述凸缘设置有径向伸出部(43)，所述径向伸出部从所述凸缘径向延伸并以互补的方式紧密地接纳在相应的所述径向延伸部中。
因为凹部的径向延伸部和凸缘的径向伸出部延伸到从轴的旋转中心线径向移位的部分，所以配件能够借助芯轴以可靠的方式保持快速旋转。
优选地，每个凸缘均设置有第一表面(41A)，该第一表面面向外并且与所述芯轴的相邻外表面平滑连续。
通过这样消除芯轴和每个配件的凸缘之间的任何不连续性，能够避免在芯轴和凸缘之间的边界处的应力集中，并且防止缠绕在芯轴上的增强纤维的细丝受到干扰。
优选地，所述第一表面的表面粗糙度为10μm至15μm。
由此，能够使凸缘与增强纤维细丝和/或其树脂基体之间的粘合力最大化。
优选地，所述凸缘的背离所述第一表面的第二表面(42B)设置有多个径向延伸肋(45)，并且所述接纳凹部设置有底表面，该底表面形成有多个接合槽(46)，所述多个接合槽以互补的方式接纳相应的所述径向延伸肋。特别优选地，所述径向延伸肋设置在相应的所述径向伸出部上，并且每个径向延伸肋均基本上在相应的所述径向伸出部的整个长度上延伸。
由此，能够以更加可靠的方式防止配件与芯轴之间的相对旋转。
优选地，每个管状部均设置有环形肋，所述环形肋绕所述管状部与所述凸缘相邻的部分周向延伸。
从而，增强纤维细丝和/或其树脂基体能够借助配件以可靠的方式克服相对轴向运动而被保持。
优选地，所述轴包括中部(52)和一对端部(53)，所述一对端部从所述中部的任一轴向端以同轴关系延伸，并且所述一对端部具有比所述中部的直径小的直径以与所述中部协作限定环形肩表面，每个端部均在其外周表面上设置有外螺纹(58)，并且其中，所述芯轴结构还包括一对定位螺母(61)，每个定位螺母在其内周表面上具有内螺纹，该内螺纹构造成与相应的所述端部的所述外螺纹螺纹接合，每个定位螺母设置有第一抵接部分(62)和第二抵接部分(63)，所述第一抵接部分抵靠所述环形肩表面或与其相对，所述第二抵接部分抵靠所述管状部的远离所述凸缘的一端，从而使所述芯轴和所述配件被夹紧在这两个定位螺母之间。
由此，这两个配件和芯轴能够正确且牢固地定位在轴上。此外，防止了芯轴在轴向上膨胀或延伸。
优选地，每个定位螺母均包括：管状的螺母主体(65)，其外直径大于所述管状部的外直径；以及螺母延伸部(66)，其从所述螺母主体同轴地延伸，并且其外直径小于所述管状部的内直径，所述第一抵接部分由所述螺母延伸部的自由端限定，所述第二抵接部分由在所述螺母主体和所述螺母延伸部之间形成的环形肩表面限定。
优选地，所述轴的每个端部均具有自由端，所述自由端延伸穿过相应的所述定位螺母并且被所述驱动单元的支撑孔接纳。
由此，通过使用从相应定位螺母突出的轴的自由端，轴能够由驱动单元支撑。
优选地，所述轴的所述中部设置有一对第一O形环槽(55)，每个第一O形环槽均绕所述轴的所述中部的位于相应的所述管状部中的部分的外周表面环形地延伸，每个第一O形环槽中接纳与相应的所述管状部的内周表面接触的第一O形环(56)。
因此，轴能够容易地以同轴关系插入配件中。
优选地，所述轴的每个端部的所述自由端设置有第二O形环槽(71)，所述第二O形环槽绕所述自由端的外周表面环形地延伸，并接纳与相应的所述支撑孔的内周表面接触的第二O形环(72)。
从而，轴能够容易地以同轴关系插入支撑孔中。
本发明的另一方面提供一种制造在通过细丝缠绕工艺制造纤维增强树脂容器中使用的芯轴结构(1)的方法，其包括：使轴(5)轴向穿过芯轴(6)，该芯轴形成为由水溶性材料制成的中空壳；将一对配件(7、8)装配到所述芯轴的相应轴向端，使得所述轴的从所述芯轴的相应轴向端轴向伸出的端部穿过相应的所述配件，并且每个配件的基端以快速旋转方式接纳在形成于所述芯轴的相应的轴向端中的接纳凹部(32)中；将定位螺母(61)拧在所述轴的每个所述端部的螺纹部(58)上，使得将所述芯轴和这两个配件夹紧在所述两个定位螺母之间。
因此，配件能够以可靠的方式相对于芯轴正确地定位。
因此，本发明提供了一种芯轴结构以及一种制造这种芯轴结构的方法，该芯轴结构允许其配件以既准确又可靠的方式相对于芯轴定位。
附图说明
图1是根据本发明的一个实施方式的芯轴结构的立体图；
图2是芯轴结构的剖视图；
图3是芯轴和一对配件的分解立体图；
图4是芯轴和配件的分解立体剖视图；
图5是从第一端的侧面看到的芯轴的第一管状部(第二管状部)的侧视图；
图6是从第二端的侧面看到的芯轴的第一管状部(第二管状部)的侧视图；
图7是芯轴的第一管状部(第二管状部)的剖视图；
图8是芯轴和配件的剖视图；
图9是第一配件(第二配件)的前视立体图：
图10是第一配件(第二配件)的后视立体图；
图11是芯轴结构的放大剖视图；以及
图12是类似于图11的放大剖视图，示出了形成在芯轴结构上的压力容器。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的优选实施方式。
图1示出了根据本发明的一个实施方式的芯轴结构，该芯轴结构将用于通过细丝缠绕工艺形成纤维增强树脂容器2(见图12)。在细丝缠绕工艺中，通过将浸渍有热固性树脂的增强纤维细丝缠绕在芯轴结构1上来形成容器2。热固性树脂通常包括环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯等。增强纤维可以是例如碳纤维、玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、硼纤维等。增强纤维优选地由连续纤维组成，并且纤维被排列以形成细丝。浸渍有热固性树脂的增强纤维细丝可以由丝束预浸料构成。
容器2通常构造成压力容器，例如分别用于存储氢气、CNG(压缩天然气)、LPG(液化石油气)的氢气罐、CNG罐和LPG罐。特别地，容器2可以构造成安装在机动车辆上。
如图1和图2中所示，芯轴结构1包括：轴5，其两端由驱动单元3支撑；芯轴6，轴5穿过其中；以及一对配件7和8，其设置在芯轴6的相应的轴向端部并且轴5穿过其中。配件7和8允许阀或塞放置在其中，以允许接近容器2的内容物或视情况而关闭容器2。
芯轴6通过模制包含纸浆和淀粉基粘合剂的材料而形成。纸浆可以是例如软木纸浆。淀粉基粘合剂优选为羧甲基纤维素(CMC)。通过将纸浆和淀粉基粘合剂分散在水中，形成粘性的PIM材料(纸浆注射成型材料)。通过将PIM材料注射成型而形成芯轴6。更具体地，通过在压力下将PIM材料注射到加热的模具中而形成芯轴6。成型的芯轴6通过从模具接收热而经由蒸发失去水分，并保持规定的形状。在PIM材料或干燥的芯轴6中，纸浆与纸浆和淀粉基粘合剂的总重量的重量比优选在50％至90％之间。
如图3和图4中所示，芯轴6包括：一对管状部11和12，其沿轴向方向以同轴关系彼此结合；以及一对端部13和14，其分别附接至管状部11和12的外端。另选地，管状部11和12由单个管状部组成。芯轴6具有中心轴线A。第一端部13、第一管状部11、第二管状部12和第二端部14沿轴线A依次布置。第一管状部11和第二管状部12的形状相同，并且以彼此相反的取向布置或定位。类似地，第一端部13和第二端部14的形状相同，并且以彼此相反的取向布置和定位。因此，芯轴6由第一端部13、第一管状部11、第二管状部12和第二端部14共同形成为中空且封闭的壳。
如图3至图8中所示，第一管状部11和第二管状部12均包括：外周壁17，其形成以轴线A为中心的圆筒状；平面的分隔壁18，其从外周壁17的第一端17A的边缘向径向内侧延伸，并且与轴线A正交；以及多个凸出部19，其从分隔壁18向外周壁17的第二端17B轴向凸出。在本实施方式中，分隔壁18设置有以规则的角度间隔布置的三个凸出部19，并且凸出部19的形状相同。
每个凸出部19均具有：一对侧壁22，其从外周壁17径向向内延伸；内周壁23，其在侧壁22的径向内边缘之间延伸；以及端壁21，其在外周壁17的第二端17B那一侧在内周壁23和侧壁22的轴向边缘之间延伸。端壁21的外边缘连接至外周壁17。端壁21基本上与轴线A正交。端壁21位于外周壁17的第二端17B的边缘的稍内侧。不同凸出部19的内周壁23位于以轴线A为中心的公共圆柱面上。从轴向方向看，每个凸出部19均因此具有延伸超过大约60度的角度的扇形。
另外，凹部24由每个凸出部19的背面(更具体地，每个凸出部19的端壁21、、侧壁22和内周壁23的背面)和外周壁17的内周表面的对置部共同限定。每个凹部24均面向第一端17A，并且在轴向方向上看具有与凸出部19的扇形相对应的扇形。
分隔壁18包括圆形的分隔壁中央部分18A和多个分隔壁延伸部分18B，分隔壁延伸部分18B从分隔壁中央部分18A沿径向方向延伸。分隔壁延伸部分18B的外端连接至外周壁17。分隔壁中央部分18A和分隔壁延伸部分18B因此由凹部24和外周壁17界定。第一轴孔26沿着轴线A在中央穿过分隔壁18的分隔壁中央部分18A。
至少一个锁定伸出部27从每个分隔壁延伸部分18B的外表面突出。在所示的实施方式中，一对锁定伸出部27在轴向方向上从每个分隔壁延伸部分18B的外周部突出。锁定伸出部27在与凸出部19的突出方向相反的方向上突出。每个锁定伸出部27的背面均限定向第二端17B那一侧开口的凹部。外周壁17的第二端17B的内周表面上设置有多个伸出片28，该多个伸出片28沿轴向方向远离第一端17A伸出，稍微超过外周壁17的第二端17B的边缘。各个伸出片28的外表面均与外周壁17的内周面齐平，并且在径向方向上具有一定的厚度。
如图8中所示，第二管状部12相对于第一管状部11以相反的取向布置，使得第一管状部11的第二端17B在轴向方向上抵靠第二管状部12的第二端17B。第一管状部11的每个伸出片28均沿着第二管状部12的外周壁17的内周表面延伸，并且伸出片的延伸超过第一管状部11的第二端17B的该部分的外表面与第二管状部12的外周壁17的内周表面接触。类似地，第二管状部12的每个伸出片28均沿第一管状部11的外周壁17的内周表面延伸并与之接触。结果，限制了第一管状部11和第二管状部12之间沿与轴线A正交的方向上的相对运动。另外，第一管状部11的每个伸出片28在圆周方向上均与第二管状部12的对应的伸出片28接触，从而防止第一管状部11和第二管状部12相对于彼此旋转。
如图3、图4和图8中所示，第一端部13和第二端部14的形状相同，并且均形成为半球形壳。第一端部13和第二端部14的外周边缘是圆形的。第一端部13的外周边缘在轴向方向上抵靠第一管状部11的外周壁17的第一端17A的末端边缘。第一管状部11的每个锁定伸出部27均超出第一端部13的外周边缘突出到第一端部13中，并且与第一端部13的外周边缘的内周表面接触。因此，第一管状部11和第一端部13被防止在与轴线A正交的方向上移动。类似地，第二端部14的外周边缘在轴向方向上抵靠第二管状部12的外周壁17的第一端17A的末端边缘。第二管状部12的每个锁定伸出部27均超出第二端部14的外周边缘突出到第二端部14中，并且与第二端部14的外周边缘的内周表面接触。因此，第二管状部12和第二端部14被防止在与轴线A正交的方向上移动。
在所示的实施方式中，伸出片28用于将相邻的管状部11和12彼此结合，并且锁定伸出部27用于将每个管状部11、12结合至相应的端部13、14。然而，也可以使用伸出片28将每个管状部11、12结合至相应的端部13、14，并且使用锁定伸出部27将相邻的管状部11和12彼此结合。此外，可以使用锁定伸出部27和伸出片28的组合来将相邻的管状部11和12彼此结合或将每个管状部11、12结合至相应的端部13、14。
第二轴孔31沿轴线A在中央穿过第一端部13和第二端部14中的每一者。第一端部13和第二端部14中的每一者的围绕第二轴孔31的外轴向端表面形成有接纳凹部32，该接纳凹部32构造成紧密地接纳配件7、8。每个接纳凹部32均包括圆形的中央部分32A和多个径向延伸部32B，径向延伸部32B从中央部分32A的外边缘径向向外延伸。
第一端部13和第二端部14中的每一者的围绕第二轴孔31的内轴向端表面形成有管状凸台34，该管状凸台34沿轴向方向朝第一端部13和第二端部14的开口端伸出。凸台34的内周表面与第二轴孔31连续地延伸。多个增强肋36视情况可以从第一端部13或第二端部14的内表面上的凸台34的外周表面径向延伸。
如图3、图4、图9和图10中所示，第一配件7和第二配件8均设置有：供轴5插入的管状部41；以及在该管状部的基端形成的凸缘42。凸缘42设置有多个径向伸出部43，这些径向伸出部径向向外突出，并且紧密地接纳在接纳凹部32的相应的径向延伸部32B中，从而防止配件7、8相对于芯轴6绕轴线A旋转。当凸缘42被接纳在接纳凹部32中时，凸缘42外侧的第一表面42A连续地、平滑地与芯轴6的第一端部13或第二端部14的相邻表面连接。第一表面42A优选地通过喷砂处理或类似方法被粗糙化。第一表面42A的表面粗糙度优选为10μm至15μm。通过适当地选择第一表面42A的表面粗糙度，能够使树脂基体与凸缘42之间的粘合性最大化。
多个接合肋45在凸缘42的背离第一表面42A的第二表面42B(端表面)上沿径向方向延伸。接纳凹部32的底表面上形成有多个接合槽46，以互补地接纳接合肋45。每个接合槽46均相对于轴线A在径向方向上从第二轴孔31的外周边缘延伸到径向延伸部32B的末端。在本实施方式中，有四个径向伸出部43，并且每个径向伸出部43均设置有相应的接合肋45，接合肋45在径向伸出部43的中央延伸。通过使接合肋45与相应的接合槽46接合，可以以牢固的方式防止配件7、8相对于相应的端部13、14旋转。
管状部41的外周表面形成有环形肋47。环形肋47相对于管状部41向径向外侧突出，并在圆周方向上延伸。环形肋47与凸缘42的第一表面42A间隔开一定距离，该距离优选小于要模制的容器2的厚度。
如图1和图2中所示，轴5插入到第一管状部11、第二管状部12、第一端部13、第二端部14、第一配件7和第二配件8中。轴5依次穿过第一配件7的管状部41、第一端部13的第二轴孔31、第一管状部11的第一轴孔26、第二管状部12的第一轴孔26、第二端部14的第二轴孔31以及第二配件8的管状部41。因此，第一管状部11、第二管状部12、第一端部13、第二端部14、第一配件7和第二配件8以同轴关系被轴5支撑。
如图11中所示，轴5包括轴中部52和一对轴端部53，轴中部52的一端位于第一配件7的管状部41中，另一端位于第二配件8的管状部41中，这一对轴端部53从轴中部52的每一端同轴地延伸。轴端部53的直径小于轴中部52的直径，从而在轴中部52的每一端上限定了环形肩表面51。轴中部52紧密地接纳在第一配件7和第二配件8的管状部41中。轴中部52的位于第一配件7和第二配件8的管状部41中的部分均形成有周向延伸的第一O形环槽55。由弹性体材料制成的第一O形环56被接纳在每个第一O形环槽55中，并且被放置成与相应的管状部41的内周表面接触。
轴端部53中的一者的自由端从第一配件7向外突出，并且另一个轴端部53的自由端从第二配件8向外突出。每个轴端部53的基端部的外周表面上形成有外螺纹58。每个轴端部53的自由端部的外周表面形成为平滑的圆柱表面。每个轴端部53的外螺纹58上均拧有具有内螺纹59的定位螺母61。每个定位螺母61均包括：第一抵接部分62，其抵靠轴中部52的相应的环形肩表面51或与其相对；以及第二抵接部分63，其抵靠相应的配件7、8的管状部41的外端。定位螺母61包括：圆柱形螺母主体65；和从螺母主体65同轴伸出的圆柱形螺母延伸部66。螺母延伸部66的外直径小于螺母主体65的外直径，并且小于管状部41的内直径。由此，螺母延伸部66可以延伸到管状部41中。第一抵接部分62设置在螺母延伸部66的自由端。第二抵接部分63设置在限定在螺母主体65和螺母延伸部66之间的边界处的环形肩表面上。内螺纹59形成在定位螺母61的内周表面上，并在定位螺母61的整个长度上延伸。
由于第二抵接部分63抵靠相应的管状部41的端表面，定位螺母61定位在轴5上。这时，每个第一抵接部分62均可以抵靠轴中部52的相应的环形肩表面51或与相应的环形肩表面51稍微间隔开。因此，定位螺母61沿着轴线A共同夹紧第一配件7、芯轴6和第二配件8。结果，第一配件7、芯轴6和第二配件8被适当地定位并牢固地位于轴5上。
每个轴端部53的自由端均从相应的定位螺母61突出，并设置有围绕轴端部53周向延伸的第二O形环槽71。由弹性体材料制成的第二O形环72被接纳在第二O形环槽71中。
驱动单元3设置有一对支撑杆74，每个支撑杆74均限定沿轴向方向延伸并在其自由端开口的支撑孔75。每个支撑孔75均紧密地接纳相应的轴端部53的自由端部。每个轴端部53的自由端部均插入到相应的支撑孔75中，并且第二O形环72填充轴端部53和支撑孔75之间的间隙，以使轴5准确地在支撑孔75中对中。此外，支撑杆74设置有紧定螺钉76，该紧定螺钉76径向进出该支撑孔75。因此，紧定螺钉76能够从径向方向压靠轴端部53，以限制轴5相对于支撑杆74旋转。
以下描述芯轴结构1的制造工艺(制造方法)。芯轴结构1的制造工艺包括：将轴5插入到通过模制含有纸浆和淀粉基粘合剂的原料而形成的中空芯轴6的步骤(第一步骤)；使轴5的从芯轴6突出的两端穿过配件7和8并将配件7和8的基端(凸缘42)装配到形成在芯轴6的外轴向端表面上的相应接纳凹部32中的步骤(第二步骤)；以及将定位螺母61拧到轴5的相应轴端部53上以将芯轴6以及配件7和8夹紧在定位螺母61之间的步骤(第三步骤)。
在第一步骤中，通过组合第一管状部11、第二管状部12、第一端部13和第二端部14来形成芯轴6，并且使轴5穿过第一轴孔26和第二轴孔31。可以在第一管状部11、第二管状部12、第一端部13和第二端部14彼此分开的情况下将轴5插入到这些部分中，从而第一管状部11、第二管状部12、第一端部13和第二端部14可以通过沿轴5滑动而结合在一起。
在第二步骤中，将轴端部53中的一者插入到第一配件7的管状部41中，并且使第一配件7沿着轴端部53滑动，直到第一配件7的凸缘42紧密地接纳在第一端部13的接纳凹部32中。一旦凸缘42被接纳在接纳凹部32中，第一配件7就被防止相对于第一端部13旋转。然后，将另一轴端部53插入到第二配件8的管状部41中，并且使第二配件8沿轴端部53滑动，直到第二配件8的凸缘42类似地以快速旋转方式接纳在第二端部14的接纳凹部32中。
在第三步骤中，将定位螺母61拧到各个轴端部53的外螺纹58上。当第二抵接部分63(环形肩表面)抵靠各个配件7和8的管状部41的端表面时，定位螺母61相对于轴5定位。在这种状态下，定位螺母61的第二抵接部分63抵靠各个配件7和8的管状部41的端部。因此，定位螺母61在轴向方向上共同地夹紧芯轴6以及配件7和8，从而芯轴6和配件7和8固定至轴5。这完成了芯轴结构1的制造工艺。
轴5的端部插入到驱动单元3的各个支撑杆74的支撑孔75中，并且通过拧紧紧定螺钉76而固定至支撑杆74。然后，驱动单元3转动芯轴结构1，并在配件7和8的凸缘42及芯轴6上缠绕浸渍有热固性树脂的增强纤维细丝。结果，如图12中所示，在芯轴6与配件7和8的外表面上形成纤维增强树脂容器2。此后，对容器2进行热处理以固化热固性树脂。在热固性树脂固化之后，将定位螺母61从轴5移除，并且将轴从芯轴6以及配件7和8中拉出。然后，水经由配件7和8之一的管状部41注射到容器2的内部，以用水溶解芯轴6。溶解的芯轴与水一起经由配件7和8之一的管状部41从容器2中排出。通过这些步骤完成了容器2。
在该芯轴结构1中，芯轴6的第一端部13和第二端部14中形成有接纳凹部32，以快速旋转地接纳配件7和8的凸缘42，从而配件7和8能够相对于芯轴6可靠地定位。即使在容器2没有衬套的情况下，配件7和8也能够以快速旋转的方式相对于芯轴6准确地定位。通过在配件7和8的凸缘42上设置伸出部43，并且在与旋转中心偏离较大距离的部分处在接纳凹口32上设置与凸缘42的伸出部43接合的径向延伸部32B，能够以可靠的方式防止配件7和8相对于芯轴6旋转。此外，通过设置在凸缘42中的接合肋45与形成在接纳凹部32的底表面中的接合槽46之间的接合，能够防止配件7和8相对于芯轴6旋转。
设置在每个配件7、8的管状部41中的环形肋47稳固地接合固化的基体树脂，使得配件7、8能够相对于轴向方向稳固地固定至完成的容器2。
通过将定位螺母61拧到轴5上，可以将芯轴6以及两个配件7和8正确地定位在轴5上。另外，当浸渍有热固性树脂的增强纤维的细丝缠绕在芯轴6上时，能够避免芯轴6在轴向方向上的伸长(变形)。。
通过将第一管状部11、第二管状部12、第一端部13和第二端部14组合而将芯轴6形成为中空结构。因为芯轴6由中空壳构成，所以使芯轴6的单位重量的表面积最大化，使得芯轴6能够有效地被水溶解。因此，能够提高制造工艺的效率。另外，可以通过由纸浆和淀粉基粘合剂形成芯轴6来减少环境影响。分隔壁18和凸出部19提高了第一管状部11和第二管状部12的刚度。因为在凸出部19的背面形成有凹部24，所以能够减小凸出部19的厚度，从而能够增加与水的接触面积。由此，能够提高芯轴6的水溶性。
已经根据特定实施方式描述了本发明，但是本发明不限于该实施方式，并且可以在不脱离本发明的精神的情况下以各种方式进行变型。例如，每个芯轴6的管状部11和12的数量可以是一个或三个或更多。

Claims (13)

1.一种在通过细丝缠绕工艺制造纤维增强树脂容器中使用的芯轴结构，该芯轴结构包括：
轴，该轴具有构造成由驱动单元支撑的一对轴向端；
芯轴，所述轴穿过所述芯轴；和
一对配件，所述轴穿过所述一对配件并且所述一对配件从所述芯轴的相应轴向端轴向伸出，
其中，所述芯轴形成为由水溶性材料制成的中空壳，并包括：一对轴孔，这一对轴孔中接纳所述轴；以及接纳凹部，该接纳凹部形成在所述芯轴的围绕每个轴孔的部分中并构造成以快速旋转方式与相应的所述配件接合，
其中，每个配件包括：在其中接纳所述轴的管状部；以及设置在所述管状部的基端的凸缘，
其中，所述轴包括中部和一对端部，所述一对端部从所述中部的任一轴向端以同轴关系延伸，并且所述一对端部具有比所述中部的直径小的直径以与所述中部协作限定环形肩表面，每个端部在其外周表面上设置有外螺纹，并且
其中，所述芯轴结构还包括一对定位螺母，每个定位螺母在其内周表面上具有内螺纹，该内螺纹构造成与相应的所述端部的所述外螺纹螺纹接合，每个定位螺母设置有第一抵接部分和第二抵接部分，所述第一抵接部分抵靠所述环形肩表面，所述第二抵接部分抵靠所述管状部的远离所述凸缘的一端，从而使所述芯轴和所述配件被夹紧在这两个定位螺母之间。
2.根据权利要求1所述的芯轴结构，其中，每个接纳凹部设置有径向向外延伸的径向延伸部，并且所述凸缘设置有径向伸出部，所述径向伸出部从所述凸缘径向延伸并以互补的方式紧密地接纳在相应的所述径向延伸部中。
3.根据权利要求2所述的芯轴结构，其中，每个凸缘设置有第一表面，该第一表面面向外并且与所述芯轴的相邻外表面平滑连续。
4.根据权利要求3所述的芯轴结构，其中，所述第一表面的表面粗糙度为10μm至15μm。
5.根据权利要求3或4所述的芯轴结构，其中，所述凸缘的背离所述第一表面的第二表面设置有多个径向延伸肋，并且所述接纳凹部设置有底表面，该底表面形成有多个接合槽，所述多个接合槽以互补的方式接纳相应的所述径向延伸肋。
6.根据权利要求5所述的芯轴结构，其中，所述径向延伸肋设置在相应的所述径向伸出部上，并且每个径向延伸肋基本上在相应的所述径向伸出部的整个长度上延伸。
7.根据权利要求2至4中的任一项所述的芯轴结构，其中，每个管状部设置有环形肋，所述环形肋绕所述管状部的与所述凸缘相邻的部分周向延伸。
8.根据权利要求1所述的芯轴结构，其中，每个定位螺母包括：管状的螺母主体，该螺母主体的外直径大于所述管状部的外直径；以及螺母延伸部，该螺母延伸部从所述螺母主体同轴地延伸，并且其外直径小于所述管状部的内直径，所述第一抵接部分由所述螺母延伸部的自由端限定，所述第二抵接部分由在所述螺母主体和所述螺母延伸部之间形成的环形肩表面限定。
9.根据权利要求1所述的芯轴结构，其中，所述轴的每个端部具有自由端，所述自由端延伸穿过相应的所述定位螺母并且被所述驱动单元的支撑孔接纳。
10.根据权利要求9所述的芯轴结构，其中，所述轴的所述中部设置有一对第一O形环槽，每个第一O形环槽绕所述中部的位于相应的所述管状部中的部分的外周表面环形地延伸，每个第一O形环槽中接纳与相应的所述管状部的内周表面接触的第一O形环。
11.根据权利要求9所述的芯轴结构，其中，所述轴的每个端部的所述自由端设置有第二O形环槽，所述第二O形环槽绕所述自由端的外周表面环形地延伸，并接纳与相应的所述支撑孔的内周表面接触的第二O形环。
12.根据权利要求1至4中的任一项所述的芯轴结构，其中，所述芯轴由包含纸浆和包含淀粉的粘合剂的材料制成。
13.一种制造在通过细丝缠绕工艺制造纤维增强树脂容器中使用的芯轴结构的方法，该方法包括：
使轴轴向穿过芯轴，该芯轴形成为由水溶性材料制成的中空壳，所述轴包括中部和一对端部，所述一对端部从所述中部的任一轴向端以同轴关系延伸，并且所述一对端部具有比所述中部的直径小的直径以与所述中部协作限定环形肩表面，每个端部在其外周表面上设置有外螺纹；
将包括管状部以及凸缘的一对配件装配到所述芯轴的相应轴向端，使得所述轴的从所述芯轴的相应轴向端轴向伸出的端部穿过相应的所述配件，并且每个配件的所述凸缘以快速旋转方式接纳在形成于所述芯轴的相应的所述轴向端中的接纳凹部中；以及
将一对定位螺母拧在所述轴的每个所述端部的外螺纹上，使得每个定位螺母的第一抵接部分抵靠所述环形肩表面，每个定位螺母的第二抵接部分抵靠所述管状部的远离所述凸缘的一端，并且将这两个配件夹紧在所述芯轴和这两个定位螺母之间，每个定位螺母在其内周表面上具有内螺纹，该内螺纹构造成与所述外螺纹螺纹接合。
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