CN116887970A - 围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统 - Google Patents

围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116887970A
CN116887970A CN202280017936.8A CN202280017936A CN116887970A CN 116887970 A CN116887970 A CN 116887970A CN 202280017936 A CN202280017936 A CN 202280017936A CN 116887970 A CN116887970 A CN 116887970A
Authority
CN
China
Prior art keywords
winding support
feeding device
winding
primary
respect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280017936.8A
Other languages
English (en)
Inventor
菲利普·比恩斯
格特·诺文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
France Quannai Plastic New Energy Co
Original Assignee
France Quannai Plastic New Energy Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by France Quannai Plastic New Energy Co filed Critical France Quannai Plastic New Energy Co
Publication of CN116887970A publication Critical patent/CN116887970A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/16—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length
    • B29C70/22—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure
    • B29C70/222—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of substantial or continuous length oriented in at least two directions forming a two dimensional structure the structure being shaped to form a three dimensional configuration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B29C53/66—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding
    • B29C53/665—Coordinating the movements of the winding feed member and the mandrel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8016—Storing, feeding or applying winding materials, e.g. reels, thread guides, tensioners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/712—Containers; Packaging elements or accessories, Packages
    • B29L2031/7154—Barrels, drums, tuns, vats
    • B29L2031/7156—Pressure vessels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

在围绕缠绕支撑件(6)缠绕丝线(22)的方法中，该缠绕支撑件具有大致呈柱形的形状，具有圆顶形纵向端部，并具有横滚轴(8)，该缠绕支撑件(6)由固定到基座(16)的保持装置(4)保持，以下步骤同步发生：(i)通过至少一个初级进给装置(18)和至少一个次级进给装置(20)，向所述缠绕支撑件(6)进给丝线(22)；(ii)使该初级进给装置(18)和该次级进给装置(20)相对于所述基座(16)，与所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)平行地平移；(iii)使所述缠绕支撑件(6)相对于所述基座(16)，围绕其横滚轴(8)转动；其中，所述初级进给装置(18)和所述次级进给装置(20)的运动相互对称。

Description

围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于交通工具的高压容器。更具体地说，本发明涉及一种围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和围绕缠绕支撑件缠绕丝线的系统。
背景技术
用于交通工具的高压容器一般包括中空容器，例如像呈心轴形状的囊，其大体呈圆柱形，具有圆顶形纵向端部并由塑料或其它材料制成，选择这样的材料是因为重量轻且生产成本低。该容器用于储存加压气体，例如二氢(dihydrogen)，供配备有高压容器的交通工具使用以实现各种功能，例如作为动力能源。加压气体在容器内表面上施加大的应力，这可能会损坏容器的完好性并导致危险的泄露，尤其是在像二氢的可燃气体的情况下。
为了改善容器的机械特性，已知通过进给设备，围绕整个容器缠绕(或卷绕)由增强纤维，例如碳纤维制成的丝线，该容器由此形成缠绕支撑件。丝线嵌入树脂中，以便利缠绕、并确保缠绕支撑件的外表面的每一块都被覆盖。该缠绕操作是必需的，但花相当长的时间，期望尽可能缩短该操作的时长，以免使得高压容器的制造时间过长。文献US2019344512A1公开了一种缠绕系统和由所述缠绕系统实施的一种缠绕方法，其涉及使用两个或更多个进给设备，以加速缠绕操作。
该文献提出一种有些快速的围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法，但仍有改进空间。但是特别地，使用多个进给设备可能会使得缠绕图案的编排相当复杂或实施起来复杂。
鉴于以上，需要优化缠绕操作时长，同时不会使得在实施缠绕操作时对一个或多个进给设备的控制复杂化。
发明内容
为了该目的，本发明提供一种围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法，该缠绕支撑件具有大致呈柱形的形状，具有圆顶形纵向端部，并具有横滚轴，该缠绕支撑件由固定到基座的保持装置保持，该方法包括以下的同步发生的步骤：
(i)通过至少一个初级进给装置和至少一个次级进给装置，向缠绕支撑件进给丝线；
(ii)使该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置相对于基座，与缠绕支撑件的横滚轴平行地平移；
(iii)使缠绕支撑件相对于基座，围绕其横滚轴转动；
其中，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相互对称；
(iv)使该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置相对于基座，沿着缠绕支撑件的俯仰轴移动。
通过使得该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相互对称，仅需确定该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置中的任一个的路径选取，另一个可通过对称性得出。因此，能够通过设置多个进给装置而实现快速的缠绕过程，并且能够相对于上述现有技术的缠绕方法，同时简化和优化缠绕方法的实施。这还提高了缠绕支撑件机械强度的均匀性和缠绕方法的可再现性。
借助于步骤(iv)，当围绕缠绕支撑件的较短的圆顶形纵向端部缠绕时，和当围绕缠绕支撑件的通常消耗更多丝线的中央柱形部分缠绕时移动靠近缠绕支撑件，通过缠绕支撑件和进给装置之间的相对移动，使得空间中的移动与丝线铺设路径相协调，以最小化在丝线上引起的瞬时应力和应变。这还允许本发明的数个其它改进：考虑到在缠绕操作期间，由于正在铺设的丝线层而导致缠绕支撑件的厚度增大，可例如通过在其施加期间用缠绕支撑件拉丝线，来更好地补偿丝线施加速度变化；由于能够将进给装置布置为尽可能地接近缠绕支撑件，铺设准确度增大；以及，能够设置丝线在空间中更稳定的定位。进给装置布置得越接近缠绕支撑件，就能够获得越高的丝线缠绕精度。准确度、精密度和稳定性的提高也能够改善方法的可再现性。
术语“丝线”是指连续纤维丝束，优选地碳纤维、玻璃纤维或芳纶纤维，其优选地浸渍有液体基质以形成复合材料。取决于所使用的基质类型，复合材料有两个主要系列(族)：以热固性树脂或热塑性聚合物为基质形成的热固性复合材料和热塑性复合材料。
热固性树脂是通过混合两种或多种形成反应性热固性前驱物的反应性组分而形成的，这些反应性组分在暴露于固化条件(例如热、UV或其它辐射，或简单地仅通过使它们相互接触等)时发生反应，以形成热固性树脂。热固性基质必须完全固化，以产生高性能复合材料。一旦固化，热固性树脂是固态的，不能够被进一步加工或塑形，因为树脂不能够再流动。热固性树脂的示例包括不饱和聚酯、环氧树脂、乙烯基酯、聚脲、异氰脲酸酯和聚氨酯树脂。可生产由浸渍有仅部分固化以使其发粘但仍柔软的反应性树脂的纤维制成的热固性预浸料。预浸料可被储存，并在之后通过加热树脂或使其暴露于UV下，在压力下被进一步加工，以完成固化和固结预浸料。
热塑性聚合物能够分别通过升高和降低温度，从固态(或不可流动状态)转变成液态(或可流动状态)，并反过来转换。在半结晶聚合物的情况下，降低热塑性材料的温度导致形成晶体和热塑性材料固化。相反地，将半结晶聚合物加热到其熔融温度以上使得晶体熔融，热塑性材料能够流动。半结晶热塑性材料的示例包括：聚醚酮，例如PEEK、PEKK、PEKKEK；聚酰胺，例如PA6、PA66、PA10、PA12；聚烯烃，例如PE、PP等。无定形热塑性材料不形成晶体并且没有熔融温度。取决于材料温度是否低于或高于其玻璃化转变温度，无定形热塑性材料固化或变得能够流动。无定形热塑性材料的示例包括PEI、PSU、PES、PC、PS、TPU等。因此，半结晶和无定形热塑性材料两者都能够通过将其加热到其熔融或玻璃化转变温度以上并通过相应地降低温度使其冻结成其新的形状而被塑形。尽管从物理角度看并不严格准确，出于简化，本文将液态的半结晶和无定形热塑性材料两者都称作“热塑性熔融料”。
根据本发明的第一实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于缠绕支撑件的横滚轴相互对称。
根据本发明的第二实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于缠绕支撑件的体积中心相互对称。
根据本发明的第三实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于与缠绕支撑件的横滚轴垂直并经过缠绕支撑件的体积中心的平面相互对称。
本发明由此在其实施中提供高度灵活性，这是因为该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动之间的对称性可选自不同设置。换句话说，本发明适用于各种类型的缠绕系统，尤其是仅能够允许进给装置之间的有限类型的对称性的系统，这使其易于实施。
优选地，在本发明的第一实施例中，在步骤(ii)期间，使该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置相对于基座，与缠绕支撑件的横滚轴平行地，向着初级方向平移，并且其中，所述方法还包括与其它步骤同步发生的步骤，该步骤在于：
(v)使缠绕支撑件相对于基座，沿着其横滚轴向着与初级方向相反的次级方向平移。
通过增加由缠绕支撑件沿着其横滚轴的平移形成的另一运动，能够产生在缠绕支撑件上铺设丝线的新路径选取，并进一步加速缠绕方法。具体地说，通过使得缠绕支撑件向着与进给装置平移方向相反的方向平移，能够产生缠绕支撑件相对于进给装置的反向运动，这增大缠绕支撑件相对于进给装置的相对速度，由此增大丝线铺设速度。
有利地，所述方法包含多个初级进给装置，优选地围绕缠绕支撑件的横滚轴规则地设置，和多个次级进给装置，优选地围绕缠绕支撑件的横滚轴规则地设置，初级进给装置的数量与次级进给装置的数量相等。
额外的进给装置能够使得缠绕速度翻倍。在两个初级进给装置和两个次级进给装置的情况下，缠绕速度翻倍为直至两倍，而缠绕方法没有复杂化那么多，使得几乎同样易于实施。
根据本发明，还提供一种制造压力容器的方法，所述方法包括如上所述的围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法。
根据本发明，还提供一种在缠绕支撑件上缠绕丝线的系统，该缠绕支撑件具有大致呈柱形的形状，具有圆顶形纵向端部，并具有横滚轴，该系统包括：
-基座；
-连接到基座的保持装置，其构造为保持缠绕支撑件以使得缠绕支撑件能够相对于基座围绕其横滚轴转动并相对于基座沿着其横滚轴平移，以及
-设置为向保持装置进给丝线的至少一个初级进给装置和至少一个次级进给装置，
该系统构造为使该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置相互对称地移动。
根据本发明的第一实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于缠绕支撑件的横滚轴相互对称。
根据本发明的第二实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于缠绕支撑件的体积中心相互对称。
根据本发明的第三实施例，该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动相对于与缠绕支撑件的横滚轴垂直并经过缠绕支撑件的体积中心的平面相互对称。
本发明由此在其实施中提供高度灵活性，这是因为该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置的运动之间的对称性可选自不同设置。换句话说，本发明适用于各种类型的缠绕系统，尤其是仅能够允许进给装置之间的有限类型的对称性的系统，这使其易于实施。
有利地，所述系统构造为使该至少一个初级进给装置和该至少一个次级进给装置相对于基座，沿着缠绕支撑件的俯仰轴移动。
这允许实施如上所述的进行步骤(v)的缠绕方法。
有利地，所述系统包括多个初级进给装置，优选地围绕缠绕支撑件的横滚轴规则地设置，和多个次级进给装置，优选地围绕缠绕支撑件的横滚轴规则地设置，初级进给装置的数量与次级进给装置的数量相等。
有利地，所述系统包括保持装置和进给装置共用的控制设备，其配置为同步地控制保持装置的运动、进给装置的运动，和由进给装置施加的丝线的卷取速度。
由此通过该单个控制设备集中化对系统所有元件的控制，这使得缠绕方法的步骤更容易同步。
有利地，初级和次级进给装置的每个都包括丝线树脂浸渍单元。
根据本发明，还提供一种非暂态计算机可读介质，其包括指令，所述指令在被处理器执行时，使得该处理器实施如上所述的方法。
附图说明
通过阅读以下作为示意性且非限制性的示例并参照附图提供的说明，其它特征和优点将显现，在附图中：
-图1是根据本发明的第一实施例的在缠绕支撑件上缠绕丝线的系统的三维视图；
-图2示出由图1的系统实施的根据本发明的缠绕方法可获得的缠绕图案；
-图3是根据本发明的第二实施例的在缠绕支撑件上缠绕丝线的系统的三维视图；以及
-图4是根据本发明的第三实施例的在缠绕支撑件上缠绕丝线的系统的三维视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的第一实施例的将丝线缠绕(卷绕)在缠绕(卷绕)支撑上的系统2。在以下说明中，将该系统2称作“缠绕(卷绕)系统”。
缠绕系统2包括保持装置4，其构造为保持(夹持)将通过实施根据本发明的缠绕方法来被缠绕的缠绕支撑件6。缠绕支撑件6旨在形成用于交通工具的高压容器的一部分。术语“高压容器”是指用于储存加压气体的能够承受高达350巴的内部压强的加压容器。由此，缠绕支撑件6可以是呈心轴形状的囊或袋。缠绕支撑件6大体呈柱形，该柱形限定缠绕支撑件6的纵轴。
通过考虑由缠绕支撑件6的体积中心形成的原点，可定义包括三条轴的三维坐标系，即横滚轴8、俯仰轴10，和偏航轴12，这可例如参考在Clancy,L.J.所著的《空气动力学》手册Pitman Publishing Limited(1975),ISBN 0-273-01120-0,Section 16.6中所定义的飞行器的主轴的名称。横滚轴8优选地是与纵轴共线的，并穿过缠绕支撑件6的体积中心。偏航轴12是竖直的，且穿过缠绕支撑件6的体积中心。俯仰轴10与横滚轴8垂直，并穿过缠绕支撑件6的体积中心。在图1中示出了缠绕支撑件6的体积中心、横滚轴8、俯仰轴10，和偏航轴12。
缠绕支撑件6具有中央部分，该中央部分呈(圆)柱形并具有两个圆顶形纵向端部14，纵向端部相对于横滚轴8位于中央部分的相对的两侧。缠绕支撑件6包括至少一个位于圆顶形纵向端部14中的一个处的凸部。优选地，缠绕支撑件6包括位于两个圆顶形纵向端部14处的两个凸部。
保持装置4包括连接到缠绕系统2的基座16的铰接臂。缠绕支撑件6由铰接臂通过夹紧缠绕支撑件6的一个或多个凸部来保持(夹持)，该夹紧方式被设置为能够使得缠绕支撑件6围绕其横滚轴8转动。在此，铰接臂可由六轴机器人或笛卡尔坐标机器人形成，但可用任何其它合适的移动保持装置的装置代替这些类型的机器人。
缠绕系统2包括至少一个初级进给装置18和至少一个次级进给装置20，其构造为向保持装置4和缠绕支撑件6进送丝线22。丝线22由内嵌在树脂中的增强纤维制成，其形状为带状，以缠绕在整个缠绕支撑件6的周围。该至少一个初级进给装置18和该至少一个次级进给装置20均被构造为与缠绕支撑件6的横滚轴8并与缠绕支撑件6的俯仰轴10平行地移动。
在缠绕系统2的该实施例中，该至少一个初级进给装置18的运动和该至少一个次级进给装置20的运动相对于缠绕支撑件6的横滚轴8相互对称。例如，当该至少一个初级进给装置18以一定速度向着设定方向沿着横滚轴8平移时，该至少一个次级进给装置20也以相同速度向着相同方向沿着横滚轴8平移。
在此，缠绕系统2包括一个初级进给装置18和一个次级进给装置20。根据本发明的一个变型，可设置更多的初级和次级进给装置，初级进给装置的数量等于次级进给装置的数量。优选地，初级进给装置围绕缠绕支撑件的横滚轴规则设置，并且次级进给装置围绕缠绕支撑件的横滚轴规则设置。对于包括两个初级进给装置和两个次级进给装置的缠绕系统，在缠绕速度、可再现性和容易实施方面，已经观察到了良好的效果。
初级和次级进给装置18、20的每个都包括缠绕眼，丝线22朝缠绕支撑件6的方向穿过该缠绕眼。丝线22由连接到基座16的进给站24连续地提供，进给站配备有丝线材料解绕器(未示出)和/或(在必须提供在线浸渍的情况下)丝线树脂浸渍系统(未示出)。在此，初级和次级进给装置18、20每个都包括丝线树脂浸渍单元(未示出)。
初级和次级进给装置18、20每个都可配备有构造为加速或减慢在缠绕期间馈送到缠绕支撑件6的丝线22的量的致动器和制动器。进给站24也可配备有这样的致动器和制动器。
缠绕系统2包括保持装置4和初级和次级进给装置18、20共用的控制设备26，其配置为同步控制保持装置4的运动、初级和次级进给装置18、20的运动和由初级和次级进给装置18、20施加的丝线22的卷取速度。
控制设备26适于实施包括以下步骤的缠绕方法，这些步骤通过控制设备26同步发生：
(i)通过初级进给装置18和次级进给装置20，向缠绕支撑件6进给丝线22；
(ii)使初级进给装置18和次级进给装置20相对于基座16，与缠绕支撑件6的横滚轴8平行地平移；
(iii)使缠绕支撑件6相对于基座16，围绕其横滚轴8转动；
其中，至少一个初级进给装置18和至少一个次级进给装置20的移动相互对称。
根据本发明，为了更好地考虑到缠绕支撑件6的几何形状及其在缠绕方法期间增大的厚度，控制设备26可以还实施与上述步骤同步发生的以下步骤：
(iv)使初级进给装置18和次级进给装置20相对于基座16，沿着缠绕支撑件6的俯仰轴10移动。
为了缩短缠绕方法的时长，根据本发明的第一实施例，控制设备26可以还实施与上述步骤同步发生的以下步骤：
(v)使缠绕支撑件6相对于基座16，沿着其横滚轴8向着与进给装置18、20的平行于横滚轴8的平移方向相反的方向平移。
所述缠绕方法能够获得不同类型的缠绕图案。图2示出了该缠绕方法的一个优选实施，其中，根据小角度螺旋缠绕，将丝线22缠绕在缠绕支撑件6上。丝线22以相对于缠绕支撑件6的横滚轴8小于20°的角度铺设。
图3示出根据本发明的第二实施例的在缠绕支撑件上缠绕丝线的缠绕系统102。它与第一实施例的缠绕系统的不同之处在于，所述至少一个初级进给装置18和所述至少一个次级进给装置20的运动相对于缠绕支撑件6的体积中心相互对称。第一实施例的进给系统的所有其它特征可移植到该缠绕系统102。
图4示出根据本发明的第三实施例的在缠绕支撑件上缠绕丝线的缠绕系统202。它与第一和第二实施例的缠绕系统的不同之处在于，所述至少一个初级进给装置18和所述至少一个次级进给装置20的运动相对于与缠绕支撑件6的横滚轴8垂直并经过缠绕支撑件6的体积中心的平面相互对称。第一和第二实施例的进给系统的所有其它特征可移植到该缠绕系统202。
上述实施例是示意性的且非限制性的实施例。显然，鉴于上述教导，不超出本发明的发明性概念，能够对本发明进行众多改动和改变。因此应理解，可以以与上文具体说明的不同的方式实施本发明。
附图标记清单
2；102；202：缠绕系统
4：保持装置
6：缠绕支撑件
8：缠绕支撑件的横滚轴
10：缠绕支撑件的俯仰轴
12：缠绕支撑件的偏航轴
14：缠绕支撑件的圆顶形端部
16：基座
18：初级进给装置
20：次级进给装置
22：丝线
24：进给站
26：控制设备

Claims (15)

1.一种围绕缠绕支撑件(6)缠绕丝线(22)的方法，该缠绕支撑件具有大致呈柱形的形状，具有圆顶形纵向端部，并具有横滚轴(8)，该缠绕支撑件(6)由固定到基座(16)的保持装置(4)保持，该方法包括以下的同步发生的步骤：
(i)通过至少一个初级进给装置(18)和至少一个次级进给装置(20)，向所述缠绕支撑件(6)进给丝线(22)；
(ii)使该至少一个初级进给装置(18)和该至少一个次级进给装置(20)相对于所述基座(16)，与所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)平行地平移；
(iii)使所述缠绕支撑件(6)相对于所述基座(16)，围绕其横滚轴(8)转动；
(iv)使所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)相对于所述基座(16)，沿着所述缠绕支撑件(6)的俯仰轴(10)移动；
其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相互对称。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)相互对称。
3.如权利要求2所述的方法，其中，在所述步骤(ii)期间，使所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)相对于所述基座(16)，与所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)平行地，向着初级方向平移，并且其中，所述方法还包括与所述其它步骤同步发生的步骤，该步骤在于：
(v)使所述缠绕支撑件(6)相对于所述基座(16)，沿着其横滚轴(8)向着与所述初级方向相反的次级方向平移。
4.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于所述缠绕支撑件(6)的体积中心相互对称。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于与所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)垂直并经过所述缠绕支撑件(6)的体积中心的平面相互对称。
6.如上述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括多个初级进给装置(18)，优选地围绕所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)规则地设置，和多个次级进给装置(20)，优选地围绕所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)规则地设置，所述初级进给装置(18)的数量与所述次级进给装置(20)的数量相等。
7.一种制造压力容器的方法，所述方法包括如上述权利要求中任一项所述的围绕所述缠绕支撑件缠绕丝线的方法。
8.一种在缠绕支撑件(6)上缠绕丝线(22)的系统(2；102；202)，该缠绕支撑件具有大致呈柱形的形状，具有圆顶形纵向端部，并具有横滚轴(8)，所述系统包括：
-基座(16)；
-连接到所述基座(16)的保持装置(4)，其构造为保持所述缠绕支撑件(6)以使得所述缠绕支撑件(6)能够相对于所述基座(16)围绕其横滚轴(8)转动并相对于所述基座(16)沿着其横滚轴(8)平移，和
-设置为向所述保持装置(4)进给丝线(22)的至少一个初级进给装置(18)和至少一个次级进给装置(20)，
所述系统的特征在于，该系统构造为使所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)相互对称地移动，并使所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)相对于所述基座(16)，沿着所述缠绕支撑件(6)的俯仰轴(10)移动。
9.如权利要求8所述的系统(2)，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)相互对称。
10.如权利要求8所述的系统(102)，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于所述缠绕支撑件(6)的体积中心相互对称。
11.如权利要求8所述的系统(202)，其中，所述至少一个初级进给装置(18)和所述至少一个次级进给装置(20)的运动相对于与所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)垂直并经过所述缠绕支撑件(6)的体积中心的平面相互对称。
12.如权利要求8至11中任一项所述的系统(2；102；202)，包括多个初级进给装置(18)，优选地围绕所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)规则地设置，和多个次级进给装置(20)，优选地围绕所述缠绕支撑件(6)的横滚轴(8)规则地设置，所述初级进给装置(18)的数量与所述次级进给装置(20)的数量相等。
13.如权利要求8至12中任一项所述的系统(2；102；202)，所述系统包括所述保持装置(4)和所述进给装置(18、20)共用的控制设备(26)，其配置为同步地控制所述保持装置(4)的运动、所述进给装置(18、20)的运动，和由所述进给装置(18、20)施加的丝线(22)的卷取速度。
14.如权利要求8至13中任一项所述的系统(2；102；202)，其中，所述初级和次级进给装置(18、20)的每个都包括丝线树脂浸渍单元。
15.一种非暂态计算机可读介质，其包括指令，所述指令在被处理器执行时，使得该处理器实施如权利要求1至7中任一项所述的方法。
CN202280017936.8A 2021-04-21 2022-04-20 围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统 Pending CN116887970A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LU500070A LU500070B1 (en) 2021-04-21 2021-04-21 Process and systems for winding a filament around a winding support
LULU500070 2021-04-21
PCT/EP2022/060413 WO2022223614A1 (en) 2021-04-21 2022-04-20 Process and systems for winding a filament around a winding support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116887970A true CN116887970A (zh) 2023-10-13

Family

ID=75954172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280017936.8A Pending CN116887970A (zh) 2021-04-21 2022-04-20 围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP4326526A1 (zh)
JP (1) JP2024514242A (zh)
KR (1) KR20230170926A (zh)
CN (1) CN116887970A (zh)
CA (1) CA3211553A1 (zh)
LU (1) LU500070B1 (zh)
MX (1) MX2023010309A (zh)
WO (1) WO2022223614A1 (zh)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4010906A (en) * 1975-05-12 1977-03-08 Igor Vasilievich Kaminsky Machine for winding thread into tubular shells with convex ends
WO2005105641A2 (en) * 2004-04-21 2005-11-10 Ingersoll Machine Tools, Inc. Automated fiber placement using multiple placement heads, replaceable creels, and replaceable placement heads
JP4403521B2 (ja) * 2007-11-15 2010-01-27 村田機械株式会社 フィラメントワインディング装置
JP6927139B2 (ja) 2018-05-10 2021-08-25 トヨタ自動車株式会社 フィラメントワインディング装置、フィラメントワインディングの設計方法およびタンクの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022223614A1 (en) 2022-10-27
JP2024514242A (ja) 2024-03-29
EP4326526A1 (en) 2024-02-28
MX2023010309A (es) 2023-09-12
KR20230170926A (ko) 2023-12-19
LU500070B1 (en) 2022-10-24
CA3211553A1 (en) 2022-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1526324B1 (en) Pressure container manufacturing method
Abdalla et al. Design and fabrication of low cost filament winding machine
EP1520683B1 (en) Pressure container manufacturing method
US10309537B2 (en) Linerless pressure vessel by centrifugal forced weaving and method for manufacturing thereof
CN112166282B (zh) 具有增强内衬的复合材料压力容器及其制造方法
EP2433045A1 (en) High pressure storage device and method
US20170151730A1 (en) Method and apparatus for resin film infusion
US20150292677A1 (en) Method of manufacturing a compressed gas cylinder
Munro Review of manufacturing of fiber composite components by filament winding
JP4431469B2 (ja) 耐圧容器製造方法及び繊維束巻付装置
EP3040181A1 (en) Induction consolidation for wind blade fabrication
JP2011236974A (ja) 高圧タンクの製造方法、高圧タンクの製造装置および高圧タンク
CN116887970A (zh) 围绕缠绕支撑件缠绕丝线的方法和系统
KR102655005B1 (ko) 와인딩 지지부 주위로 필라멘트를 와인딩하기 위한 방법 및 시스템
WO2019068813A1 (en) PRESSURE CONTAINER AND METHOD OF FORMING EXTERNAL LAYER OF PRESSURIZED CONTAINER
JP2005113963A (ja) 耐圧容器製造方法
JP2011245744A (ja) 高圧タンクの製造装置、高圧タンクの製造方法および繊維束の拡幅装置
JP2008143087A (ja) 繊維強化複合材料成形装置
KR20230090780A (ko) 다기능 복합 와인딩 장치 및 이를 이용한 압력용기 제조방법
McLarty Control of filament winding parameters
GB2622389A (en) Multiple nozzle array for forming composite articles
JP2009166434A (ja) 回転体への樹脂含浸繊維の巻着方法
JPH04301433A (ja) 繊維強化樹脂製ｔ字管継手の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination