CN118124170A

CN118124170A - 用于制造缠绕塑料管、尤其是用于湿转子泵的间隙管的方法和设备

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Publication number: CN118124170A
Application number: CN202311264785.9A
Authority: CN
Inventors: B·屈斯特; D·巴斯; H·舒勒
Original assignee: Wilo SE
Current assignee: Wilo SE
Priority date: 2022-12-04
Filing date: 2023-09-27
Publication date: 2024-06-04
Also published as: EP4378662A1

Abstract

本发明涉及一种用于制造缠绕塑料管(100)、尤其是用于湿转子泵的间隙管的方法和设备，即通过将具有热塑性或热固性聚合物基质的扁平的纤维增强的带状材料(2)缠绕到被加热的缠绕芯(3)上，在此期间借助于激光辐射(5)熔化聚合物基质，以实现带状材料(2)的两个相叠的层的材料锁合。所述缠绕芯具有外管(9)和设置在外管中的内管(10)，带状材料(2)缠绕到所述外管上，并且为了对外管(9)进行变温调温，流体沿围绕缠绕芯轴线(8)的至少一个螺旋状流动路径(18)在轴向上穿流缠绕芯(3)，所述螺旋状流动路径沿缠绕芯(3)的至少一个轴向区段在外管(9)和内管(10)之间在径向上延伸。由此实现缠绕芯外表面上的均匀的温度分布。

Description

用于制造缠绕塑料管、尤其是用于湿转子泵的间隙管的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于制造缠绕塑料管、尤其是用于湿转子泵的间隙管的方法和设备，即通过将具有热塑性或热固性聚合物基质的扁平的纤维增强的带状材料缠绕到被加热的缠绕芯上，在此期间借助于激光辐射熔化聚合物基质，以实现带状材料的两个相叠的层的材料锁合。所述设备相应地具有能被加热的缠绕芯和提供带状材料的缠绕头，该缠绕头设置用于将带状材料缠绕到缠绕芯上并且具有激光器，以便借助于激光辐射熔化聚合物基质。

背景技术

通过将扁平的、纤维增强的带状材料(在技术术语中也称作带)缠绕到热的缠绕芯上并且同时进行激光辐射(激光-带-缠绕)来制造管本身是已知的。使用热的缠绕芯来确保带的聚合物基质在热塑性塑料的情况下完全结晶或在热固性塑料的情况下完全交联。然而，仅当结晶或交联的特定最低温度存在的时间足够长时才是这种情况，而这在根据现有技术的实践中是不能保证的。这导致所制造的管的聚合物基质不完全结晶或交联并且因此在冷却时收缩。因此，不能保证缠绕管的持久的尺寸稳定性。存在高公差，并且沿管的圆周和轴向长度，管具有不均匀的特性。

缠绕芯的加热以复杂的方式在位置上与缠绕设备分开地在炉中或借助于红外辐射器进行，这导致长的加热时间和因此长的等待时间。此外，其缺点一方面在于，在运输和将热的缠绕芯设置在缠绕设备内时操作复杂且危险。另一方面，缠绕芯在该操作中已经冷却，从而在开始缠绕时已经显著冷却。此外，缠绕芯的冷却通常过快，以至于聚合物基质的结晶或交联所需的最低温度不能足够长时间地存在。为了确保这一点，缠绕芯的加热温度被选择得这样高，使得芯在一定的持续时间后也总是具有最低温度。为此需要高的能量需求。另一方面，使用实心缠绕芯，即由实心材料制成的缠绕芯，因为它们具有高的储热能力。但缠绕芯由此特别重，这也增加了操作的难度。

此外，在实践中在缠绕芯表面上和内部不存在均匀的温度分布。此外，温度分布在时间方面不受控制。

另一个问题是，当缠绕芯仍然相对较热时，由于在缠绕之后将管从缠绕芯上推下而出现缠绕芯的显著磨损。这是因为在这种状态下，在缠绕芯和缠绕管之间存在大的摩擦力。这也影响管的尺寸稳定性并且常常导致管的损坏，从而存在高的废品率。高磨损导致频繁、高成本地更换缠绕芯。

当缠绕芯完全冷却时，情况就不同了，因为在这种状态下缠绕芯的直径较小，这有助于将管从芯上推下，至少只要管不同样收缩并且因此继续牢固地贴靠在缠绕芯上。然而，缠绕芯完全冷却需要很长时间，这增加了过程时间。

此外，已知这样确定缠绕芯的长度，使得可以缠绕长管，然后在与缠绕设备分开的位置上从长管切下希望长度的管件。例如这种被切下的管件才形成希望的间隙管。不言而喻，基于管的长度，将缠绕管从缠绕芯上推下是具有挑战性的。一方面，需要更多的空间需求。另一方面，将长管推下会导致芯表面的磨损增加并常常导致管的损坏。出于该原因，在实践中管不会被缠绕得太长，这降低并限制了缠绕设备和方法的生产率。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种用于制造塑料管的缠绕方法和缠绕设备，所述缠绕方法或缠绕设备克服所提到的缺点并且能够在减少能量需求和废品的同时简单且经济地制造尺寸稳定的塑料管或管段。

该任务通过根据权利要求1的方法和根据权利要求8的设备来解决。有利的扩展方案在相应的从属权利要求中给出并且在下面进行阐述。

根据本发明，在所述方法中规定，所述缠绕芯具有外管，带状材料可缠绕或缠绕到所述外管上，还具有设置在外管中的内管，并且为了对外管进行变温(variotherm)调温，流体沿围绕缠绕芯轴线的螺旋状流动路径在轴向上穿流缠绕芯，所述螺旋状流动路径沿缠绕芯的至少一个轴向区段在外管和内管之间在径向上延伸，从而流体沿外管的内侧流动并且因此能够将其热量传递到外管上或从外管吸收热量。优选螺旋状流动路径并非仅沿缠绕芯的至少一个轴向区段延伸，而是几乎沿缠绕芯、尤其是内管的整个轴向长度延伸。

在根据本发明的设备中规定，在外管与内管之间在径向上存在至少一个螺旋结构，该螺旋结构沿缠绕芯的至少一个轴向区段延伸并且定义能被流体穿流的、围绕缠绕芯轴线的螺旋状流动路径。螺旋结构形成径向地在外管和内管之间延伸的壁，该壁在轴向方向上限定螺旋状流动路径。因此，螺旋结构将螺旋状流动路径的第一圈与螺旋状流动路径的相邻的下一圈分开。

所提出的缠绕芯结构具有许多优点。例如外管与传统缠绕芯相比是空心的。材料成本因此更低并且缠绕芯更轻，这简化了其操作。

此外，该结构允许直接在设备中对缠绕芯进行调温，从而不必将缠绕芯从其被加热的位置运输到缠绕设备。在此一个大的优点是，通过使流体具有相应的温度，缠绕芯中的流动路径既可以用于加热缠绕芯也可以用于冷却缠绕芯。这被称为变温调温。因此，用于加热或冷却缠绕芯的技术耗费较低。

例如在缠绕时，流体可以以第一温度范围内的第一温度穿流缠绕芯。第一温度适宜地高于聚合物基质结晶或交联所需的最低温度，优选在120℃和200℃之间。接着，流体可以根据带状材料的材料以第二温度范围内的第二温度、尤其是10℃和80℃之间的第二温度穿流缠绕芯。这使得能够快速加热缠绕芯以用于缠绕过程，并在该缠绕过程之后也快速主动冷却缠绕芯。通过冷却，先前因热而膨胀的外管收缩，使得缠绕管随后可以简单且几乎无磨损地从缠绕芯推出。

为了能够在缠绕芯的加热和冷却之间进行简单的切换，所述设备可以包括调温装置，该调温装置设置用于选择性地提供具有第一温度或具有第二温度的流体。此外，调温装置能够精确地预定应存在第一温度和/或第二温度的持续时间。因此，可以确保聚合物基质完全结晶或交联。总之，由此改善了过程可靠性和过程稳定性。因此，调温装置根据需要向缠绕芯供应热流体或冷流体。

调温装置例如可以包括具有第一温度的流体的第一容器，必要时也可以包括具有第二温度的流体的第二容器。第一容器可以分配有加热装置，以便加热第一容器中的流体。第二容器可以分配有冷却装置，以便冷却第二容器中的流体。这两个容器可以分别通过一个阀或一个共同的三通阀与输入管路连接，该输入管路与缠绕芯连接，以便将相应的流体导入到那里。

应指出，用于以第一温度加热缠绕芯的流体在材料方面不必强制地与用于冷却缠绕芯的流体相同。但基于共用的流动路径，这是适宜的。流体例如可以是水或乙二醇或水和乙二醇的混合物。

围绕内管的螺旋形导流的优点在于，流动横截面与直的穿流相比增大并且因此流速降低。行程由此被延长圈数。螺旋状流动路径的阻力系数与外管与内管之间的环形间隙的层流轴向穿流相比减小。较低的阻力系数和较低的速度导致沿螺旋状流动路径的较小的压力损失。由于速度较低且行程较长，所以流体颗粒在流动路径中的停留时间更长。因此，从时间上看可以优化热传递并且获得尤其是对于与作为缠绕物的带状材料接触的外管或缠绕芯表面的相关温度而言更均匀的温度分布。

总之，螺旋状流动路径引起外管外表面上的均匀的温度分布，更确切地说不仅在缠绕芯的圆周方向上而且在其轴向方向上。因此，在整个缠绕长度上存在恒定的温度。

在缠绕时，将带状材料一层一层地敷设在缠绕芯上。为了制造特别薄壁的管、尤其是间隙管，两层或三层就已经足够。对于壁厚较厚的管也可以存在更多层。

优选带状材料是热塑性的并且是单向(UD)纤维增强的，即其形成所谓的UD带。这特别适合于制造用于湿转子泵的薄壁的间隙管，所述间隙管可以从缠绕管上被切下。

优选碳纤维可以用作带状材料中的纤维增强材料。因此，缠绕管是CFK(碳纤维增强)缠绕管。

带状材料的聚合物基质可以是例如PPS(聚苯硫醚)、PPA(聚邻苯酰胺)、PEKK(聚醚酮)或PEEK(聚醚醚酮)。

当缠绕芯为了敷设层、即在缠绕期间围绕其纵向轴线旋转时，实现该设备的一种简单结构。因此，缠绕头可以在其相对于缠绕芯的角度位置方面保持固定。然后，带状材料以恒定的角度切向地被输送到缠绕芯。优选缠绕头连续线性地并且平行于缠绕芯轴线地移动，以便使带状材料的连续的层彼此轴向偏移。

在一种简单的实施变型方案中可以规定，流体在缠绕芯的第一轴向端部上进入该缠绕芯，穿流螺旋状流动路径并且在相反的第二轴向端部上再次流出。在这种情况下，流体向调温装置的回流可以位于缠绕芯之外。

在另一种优选实施变型方案中可以规定，虽然流体在缠绕芯的第一轴向端部上进入该缠绕芯并且穿流螺旋状流动路径，但在相反的第二轴向端部上和/或在此之前被径向转向并且也通过缠绕芯再次回流。这基于内管在外管中的布置是可能的，由此在径向横截面中看缠绕芯形成双腔系统。在此螺旋状流动路径形成外腔并且内管的内部形成内腔。外腔和内腔被双向地、更确切地说在相反的方向上穿流。该变型方案的优点在于，流体的输入和排出位于缠绕芯的同一轴向端部上，这在结构上简化了设备。换言之，在该实施变型方案中规定，流体在与螺旋状流动路径轴向相反的方向上穿流内管，流体通过至少一个流体转向部从内管转向至螺旋状流动路径或反之，所述流体转向部沿流动方向位于轴向区段的端部上或位于该端部之外，例如位于缠绕芯的轴向端部上。

因此，该实施变型方案的缠绕芯的结构和预期应用相应于逆流热交换器原理，而不是实心芯。

流体转向部可以以不同的方式实现。例如根据第一种变型方案，内管可以包括一个或多个横向通道，如横向孔，它们实现内管的内部与螺旋状流动路径之间的连接。这种横向通道的优点是，它可以位于沿缠绕芯的轴向延伸的任意轴向高度上。在另一种设计方案中，内管可以相对于外管缩短，从而流体根据流动方向轴向地从内管流出或流入内管。在这种情况下，流体转向部位于缠绕芯的与流体的流入口相反的轴向端部上。在两种所述的变型方案中，缠绕芯、更确切地说外管通过封闭元件密封地封闭，因此没有流体流出。在第一种变型方案中，适宜的是内管也轴向封闭，优选通过同一封闭元件封闭。

根据对第二种变型方案进行扩展的第三种变型方案，流体转向可以在封闭元件中进行，该封闭元件因此起到流体转向器的作用。因此，该设备可以具有流体转向器，该流体转向器在缠绕芯的与流体的流入口相反的轴向端部上以塞子的方式插入内管和外管中并且分别封闭它们，但同时具有至少一个横向通道，以便能够实现流体从内管到螺旋状流动路径的过渡或反之。所述至少一个横向通道可以构造在流体转向器的管状区段中，该管状区段从塞形区段轴向突出并且以自由端部仅这样远地伸入内管中，使得所述至少一个横向通道可以不受阻碍地被穿流。该塞形区段可以轴向地插入外管中并且密封地封闭外管。

有利的是，流体首先穿流内管并且随后通过螺旋状流动路径回流。这与相反的流动方向相比使缠绕芯中的温度分布均匀化并且使由流体输送的热能的利用率最大化。这是因为沿着整个流动路径流体越来越多地失去热量。这在螺旋状流动路径上尤为明显，因为流体将其热量传递至外管。如果仅单向地沿螺旋状流动路径穿流缠绕芯，则在螺旋状流动路径的末端处，流体的温度会相对于其在螺旋状流动路径开始处的温度显著下降。然而，如果这样双向穿流缠绕芯，即，流体首先穿流内管并且随后穿流螺旋状流动路径，则总流动路径开始处的流体可以通过内管将热量传递给总流动路径末端处的流体并且因此抑制温度下降。这种径向向外的热传递基本上在内管的整个轴向长度上进行。

如果相反地、即首先沿螺旋状流动路径并且随后通过内管穿流缠绕芯，则虽然也进行这种热传递，但这反而会导致“热短路”。因此，在螺旋状流动路径开始处需要加热外管的热量会通过内管传递到回流的流体上，该流体随后离开缠绕芯。因此，径向向内传递的热量没有被利用。

在一种实施变型方案中，螺旋结构可以固定在内管的外周上。这防止螺旋结构的位置在外管和内管轴向相互插入时移动。例如螺旋结构可以点状地或沿焊接线焊接在内管上。

螺旋结构可以由金属线、如圆金属线、尤其是由钢或不锈钢制成。适宜地，外管和内管也可以由金属、尤其是由不锈钢制成。

除了在空间上分隔螺旋状流动路径的各圈之外，螺旋结构用于使外管至少局部地机械支撑在内管上，这赋予缠绕芯稳定性。在此螺旋结构不需要密封地贴靠在内管的外周上和/或外管的内周上，因为螺旋状流动路径的相邻的各圈不必彼此密封。

有利的是，螺旋结构的径向高度、尤其是金属线直径相应于外管的内半径和内管的外半径之间的差或略小，但最大小于该差的20％，以便于外管和内管的轴向接合。

根据另一种实施变型方案，螺旋结构可以与外管和/或内管是一体的并且可以通过增材制造方法逐层制造。

在一种实施变型方案中可以规定，缠绕芯具有两个螺旋结构，所述螺旋结构分别沿缠绕芯的至少一个轴向区段围绕缠绕芯轴线延伸并且彼此偏移180°。在该实施变型方案中，也存在两个围绕缠绕芯轴线的螺旋状流动路径，它们在流体技术上平行并且彼此偏移180°。在此情况下，这两个流动通道中的每一个在一个圆周方向上由这两个螺旋结构之一限定，并且在相反的圆周方向上由另一个螺旋结构限定。

一个或两个螺旋结构的螺距可以例如为200mm。这意味着，一圈具有20cm的轴向长度。以弧度表示，螺距于是大约为73°。通常，螺旋结构的螺距可以在45°和80°之间。

缠绕管的总长度例如可以在1m和2m之间。

为了简化具有一个或多个螺旋结构的内管的制造，内管可以被分成多个分段。这些分段可以通过形锁合、例如卡口连接轴向接合在一起。优选这些分段这样成形，使得螺旋结构在接合状态中连续地从一个分段过渡到另一个分段。

有利的是，在缠绕芯冷却后将缠绕管推向缠绕芯的一个轴向端部并在那里定长切割缠绕管以获得各单个管段。因此，不必再完全从缠绕芯上推出管并且随后将其送至单独的切割工具。更确切地说，切割工具可以是根据本发明的设备的一部分。它可以从缠绕管上分离管段，在此期间管的其余部分仍位于缠绕芯上。由此优化过程时间。

切割工具可以是压切刀具，从而为管段产生最佳切边。

管段预期可以用作湿转子泵的间隙管。在另一种应用中，管段可以是例如用于转子的CFK环或套筒。

此外有利的是，外管在外侧设有耐磨涂层和/或在内侧设有防腐蚀和防侵蚀涂层。耐磨涂层例如可以是特氟龙。它在推下缠绕管时减少缠绕芯、更确切地说外管的表面的磨损并且由此提高了缠绕芯的使用寿命。防腐蚀和防侵蚀涂层降低了因流体接触而存在的腐蚀风险。例如该涂层可以是镍层。

所述设备可以具有两个或更多上述缠绕芯，它们被变温调温(用于缠绕过程的最佳的、高的芯温度，用于在利用缠绕芯材料的热膨胀特性的情况下推进和推出缠绕管的降低的芯温度)。在此可以规定，在某一时刻第一缠绕芯被加热或已经被缠绕，并且第二缠绕芯被冷却或在该第二缠绕芯上已经切下缠绕管的管件。

下面再次以要点方式总结本发明的特殊优点：

-该方法和工具提供明显更短且更经济的过程时间。由此产生更短的周期时间和更高的管段件数。

-无需昂贵且耗时的调温或高压釜过程。

-可实现窄的构件公差。

-由于在缠绕芯的冷却状态中将缠绕管从缠绕芯推出，在管和缠绕芯之间存在较小的摩擦，从而存在较小的推出力并且实现非常小的工具磨损(较少的表面磨损)和因此缠绕芯的较长的使用寿命。

-基于可通过流体实现的缠绕芯温度及其持续时间的可调节性，可以确保带状材料中的聚合物基质的完全结晶或交联，从而缠绕管中的带状材料完全固结并且每个从该管切下的管件具有均匀的材料特性和成型件特性且没有不定义的收缩。

-该方法特别适合于长的、例如具有直至数米长度的缠绕芯。

-基于缠绕芯的均匀调温，管段的特性具有高度的可再现性。

-避免基于不同的温度和因此不同的材料膨胀而沿芯的长度发生弯曲形式的芯变形(没有“双金属效应”)。

本发明是将变温调温技术与纤维复合物制造方法相结合并且利用热膨胀效应，以便在减少工具磨损的同时温和且可全自动化地制造管状纤维复合构件。

下面借助实施例和附图详细阐述本发明的其它特征、优点和特性。在附图中，相同的附图标记或符号表示相同或至少作用相同的组件、部件、表面或方向。

应指出，在本发明的范围中术语“具有”、“包括”或“包含”并不排除其它特征的存在。此外，对一个对象使用不定冠词不排除其复数。

除非另有说明，否则本说明书中使用的术语“径向”、“轴向”、“圆周”或“在圆周方向上”通常涉及定子或工具的纵向轴线。

本发明的实施变型方案的特征也可以存在于另一种实施变型方案中，只要这在技术上不被排除。此外，所描述的方法特征可以存在于这里所描述的设备中，并且所描述的设备特征可以存在于这里所描述的方法中。

附图说明

附图如下：

图1：用于通过缠绕制造管的缠绕机的部件的示意图；

图2：根据本发明的缠绕芯的透视图；

图3：缠绕芯的轴向横截面图；

图4：缠绕芯内管的透视图；

图5：内管的一个管部件连同缠绕芯在第一轴向端部上的端侧保持装置的透视图；

图6：所述管部件连同保持装置的局部轴向横截面图；

图7：保持装置作为单个部件的透视图；

图8：保持装置作为单个部件的剖面图；

图9：一个管部件连同缠绕芯在第二轴向端部上的端侧保持装置的局部轴向横截面图；

图10：所述管部件连同缠绕芯在第二轴向端部上的端侧保持装置的局部透视图；

图11：所述管部件连同缠绕芯在第二轴向端部上的保持装置的局部轴向剖面图；

图12：缠绕芯的第二轴向端部上的转向封闭件的轴向剖面图；

图13：缠绕机的部件的整体布置的示意图；

图14：通向缠绕芯的流体接口及其支承的轴向剖面图；

图15：扭矩接收部、流体转向部和缠绕芯容纳部的轴向剖面图。

具体实施方式

图1以原理图示出用于制造缠绕塑料管的设备1的主要部件，即通过将具有热塑性(TP)或热固性(DP)聚合物基质的扁平的纤维增强的带状材料2(下面称为带2)缠绕到被加热的缠绕芯3上，在此期间借助于激光器4的激光辐射5熔化聚合物基质，以实现带2的两个相叠的层的材料锁合。带2由缠绕头6提供并且在该示例性实施方式中大致径向地或相对于半径略微平行偏移地被引导到缠绕芯3上。缠绕头6的弹性保持的压紧辊7以力F将带2压到缠绕芯3上并且在此使其转向到缠绕芯3圆周的切线上，缠绕芯在该实施变型方案中围绕其纵向轴线8旋转。激光器4保持在缠绕头6上并且是其一部分。因此，缠绕头6设置用于将带2缠绕到缠绕芯3上并且同时借助于激光辐射5熔化。

以这种方式，在缠绕头6相对于缠绕芯3线性地、平行于缠绕芯轴线8地沿缠绕芯3移动期间，将两层或更多层的带2施加到缠绕芯3上。从而产生相叠的带层，它们彼此偏移。缠绕芯3的轴向长度可以在20厘米与数米之间。因此，该方法能够制造几乎连续的管，但该管首先形成半成品。接着将制成的管从缠绕芯推出并且根据需要切割出希望长度的各个管件。这种管件例如可以用作湿转子泵中的间隙管，以便在那里将湿转子泵的转子室与定子室分开。

应注意，所示的运动当然也可以反过来。因此，缠绕芯3可以相对于缠绕头6线性运动，或者缠绕芯3和缠绕头6可以同时相对于彼此进行线性运动。此外，在一种实施变型方案中，缠绕头6可以围绕缠绕芯3旋转。在这种变型方案中适宜的是，在缠绕带2时，缠绕芯3相对于缠绕头6线性地移动并且从该缠绕头旁运动经过。

作为纤维增强材料，带2示例性地包含碳纤维。因此，所制造的管或管段是CFK-管(碳纤维增强塑料管)或CFK-套筒。作为替代方案，可以使用矿物纤维、玻璃纤维和/或纤维素纤维。增强纤维在带2中单向(UD)定向，因此带是所谓的UD带2。带2的热塑性或热固性聚合物基质可以是例如PP(聚丙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PPS(聚苯硫醚)、PEEK(聚醚醚酮)或EP(环氧树脂)。因此，根据本发明例如将TPUD带2加工成薄壁的CFK-管。

缠绕芯3在缠绕过程中被加热并且随后被冷却，因此被调温。这根据本发明通过如下方式实现：使被调温的液体、例如水穿流缠绕芯3，该液体加热或冷却缠绕芯3。缠绕芯3为此保留在缠绕设备1中。缠绕芯3的加热进行到这样的温度并且在这样的持续时间内进行，使得确保带2的聚合物基质在热塑性塑料的情况下完全结晶或在热固性塑料的情况下完全交联。这确保缠绕管的持久的尺寸稳定性。通过根据本发明的方法可以单独地并且相互独立地选择和调节缠绕芯温度及其存在持续时间。此外，不仅加热过程而且冷却过程可以相对快速地进行，例如在几分钟内进行。当然，也可以通过对液体的调温来调节加热过程和/或冷却过程本身、即温度随时间的升高或降低。通过液体对缠绕芯的调温是特别节能的，因为缠绕芯温度不必高于所需的温度。这是可能的，因为调温、尤其是加热在整个缠绕期间进行，即与现有技术相反缠绕芯在缠绕期间不变冷。

图2以透视图示出单个的根据本发明的缠绕芯3。在一种变型方案中，缠绕芯3可以在一侧、即左侧法兰连接并且从该侧被旋转驱动。缠绕芯3具有圆柱形的空心外管9，带2缠绕在该外管的外周上。在另一种实施变型方案中，外管可以根据需要具有其它横截面，例如椭圆形或有角的横截面。缠绕芯的空心结构具有的优点是，外管9相对于传统缠绕芯更轻，这简化了其操作。此外，缠绕芯需要较少的材料成本。缠绕芯3的轴向端部分别通过终端元件12、13密封地封闭，所述终端元件轴向从缠绕芯3突出并且在此分别形锁合地容纳在保持件14、15中。终端元件12中的第一终端元件具有第一流体接口16、16a和第二流体接口17、17a，所述第一流体接口用作流体的输入接口，所述第二流体接口用作流体的排出接口。因此，在缠绕芯3的同一轴向端部上实现为缠绕芯3供应和排出经调温的流体，由此可以简化液压管路路径并使其保持得很短。在此可以考虑，排出的流体有利地在回路中被输送，也就是说，从具有容器21a、21b(参见图13)的调温装置20出发，相应地经调温的流体被输送到缠绕芯3并且从缠绕芯回流到调温装置20或相应的容器21a、21b。

第一和第二流体接口16、16a、17、17a分别通过液压接口16a、17a和与其连接的螺纹接套16、17形成，使得相应的软管22、23(参见图13)可以连接到其上。螺纹接套16、17从第一终端元件12突出。更准确地看，第一流体接口16、16a轴向地从第一终端元件12的与外管9相反的轴向端面突出，更确切地说，与缠绕芯轴线8同轴地突出。此外，第二流体接口17径向地从第一终端元件12的周向突出。

在缠绕芯3的同一轴向端部上存在两个流体接口与缠绕芯3的封闭的另一轴向端部相结合已经意味着，流体在缠绕芯3内转向。这借助于图3清楚地示出，该图示出缠绕芯3连同终端元件12、13的轴向横截面。在外管9内同轴地设置有内管10，内管将外管9中的空腔划分为内管10和外管9之间的径向外部的流动路径18和径向内部的、更确切地说存在于内管10内的流动路径19。内管10保持在两个终端元件12、13上。

在该实施变型方案中，内管10被分段。换言之，内管由各个相互接合的分段10a、10b、10c组成，在图3所示的实施变型方案中存在三个分段10a、10b、10c。这一方面简化了内管10的制造，另一方面可以根据需要实现内管10的不同长度。

内管9在第一轴向端部上朝向第一终端元件12具有机械连接，通过该机械连接在第一流体接口16、16a与内部流动路径19之间建立流体连接36。应注意，在图3中未示出螺纹接套16、17。因此，流体从第一终端元件12开始从第一轴向端部在轴向方向上通过内部流动路径19流到缠绕芯3的另一轴向端部。

在缠绕芯3的第二轴向端部上，即，朝向第二终端元件13，内管10具有横向通道39，这些横向通道39形成内部流动路径19与外部流动路径18之间的流体连接。就此而言，提供第二轴向端部的分段10c与其它分段10a、10b不同，所述其它分段没有横向通道。总之，例如四个这样的横向通道39对称地分布在内管10的第二轴向端部上。横向通道39引起流体从内部流动路径19中的一个轴向流动方向向外部流动路径19中的相反的轴向流动方向的流动转向。因此，流体能够从第二端部在轴向方向上通过外部流动路径19回流到缠绕芯3的第一轴向端部。在那里存在与第二流体接口17a的流体连接37，流体在从外部流动路径19流出地聚集在环形聚集腔38中之后流向该第二流体接口。总体来看，缠绕芯3因此在逆流方法中被穿流，更确切地说，同轴地从第一轴向端部流向第二轴向端部并且从第二轴向端部又返回到缠绕芯3的第一轴向端部。

在外管9和内管10之间存在螺旋结构11，该螺旋结构几乎沿内管10的整个轴向长度螺旋状地围绕缠绕芯轴线8延伸。通过螺旋结构11，径向外部的流动路径18成为螺旋状流动路径18，从而流体在多个圈中螺旋形地围绕内管10流动。螺旋结构11形成径向地在外管9和内管10之间延伸的分隔壁，该分隔壁在轴向方向上限定螺旋状流动路径18。因此，螺旋结构11将螺旋状流动路径18的第一圈与螺旋状流动路径18的相邻的下一圈分开。螺旋结构11的圈数和因此它们的螺距可以变化。

基于外部流动路径18的螺旋状穿流，实现了沿缠绕芯圆周的均匀的温度分布。

在一种未示出的实施变型方案中，可存在两个或更多个螺旋结构11，它们彼此对称地偏移，在两个螺旋结构11的情况下偏移180°，沿内管10的外周螺旋状地延伸，例如具有200mm的螺距。

图4示出在移除外管9的情况下缠绕芯3的透视图，从而可以自由地看到内管10和螺旋结构11。螺旋结构11成形在内管10上并且因此与内管10一体地构造。尽管内管10是分段的，但螺旋结构在内管10的整个轴向长度上齐平且不中断地延伸。如图6所示，螺旋结构在横截面中形成壁，该壁的厚度在其过渡到内管8的底部处比在其与内管8相对置的自由棱边11a处更宽。螺旋结构11以自由棱边11a至少局部地贴靠在外管9的内侧上。在此不需要密封连接。因此，螺旋结构11的高度大致相应于外部流动路径18的径向宽度或者说内管10的外侧和外管9的内侧之间的距离。

在另一种实施变型方案中，螺旋结构11可以通过圆金属线形成，所述圆金属线螺旋形地围绕内管10并且至少点状地与内管固定连接、例如焊接。然而，附图中所示的实施变型方案具有的优点是，螺旋结构11可以直接与内管10一起制造并且当内管10被推入外管9中或外管9被推到内管10上时，螺旋结构11既不会移动，也不会变形和分离。

内管10或形成内管10的各个分段10a、10b、10c以增材制造方法、例如SLS(选择性激光烧结)逐层制造(通常也称为3D打印)。这在塑料和金属中都是可能的，金属基于原本更好的导热性是优选的。

图5示出与第一终端元件12连接的内管10的单个分段10a的透视图。图6示出该布置的局部轴向剖面图。

两个相邻的分段10a、10b、10c通过可拆卸的插接连接32、33、34、35以卡口连接的方式机械地接合，其方式是，所述分段相互插入并且相对转动。为此每个分段10a、10b、10c在第一轴向端部上具有轴向从分段主体突出的圆柱形连接套筒32，所述连接套筒在其径向外侧上具有径向向外突出的第一锁定元件33。连接套筒32具有比分段主体小的直径。连接套筒包围内部流动路径19的孔口40，流体从该孔口流出分段10a。在本实施变型方案中，锁定元件33呈L形，包括一个轴向平行的区段和一个在圆周方向上延伸的区段。在连接套筒32到分段主体的过渡部处，O形环41位于连接套筒32上。

为了将一个分段10a的连接套筒32插入另一个分段10b中，分段10a、10b、10c在另一个第二轴向端部上具有在形状和尺寸上与连接套筒32相对应的圆柱形凹部34，所述凹部轴向延伸到分段10a、10b、10c中。在凹部34的内侧上成形有径向向内突出的第二锁定元件35，该第二锁定元件在分段10a、10b、10c相对于彼此旋转之后与另一个分段10a、10b、10c的第一锁定元件33共同作用，其方式是，第二锁定元件被第一锁定元件33形锁合地从后面卡住。凹部34具有比内部流动路径19更大的直径。在根据图6的实施变型方案中，流动路径19在其通入凹部中之前还朝向凹部34变细。

如从图6、7和8中可见，第一终端元件12也具有圆柱形连接套筒32，该连接套筒在其径向外侧上具有径向向外突出的第一锁定元件33，从而第一终端元件12可以借助于连接套筒32机械地与内管10的第一分段10a的第二端部连接。该连接同时是液压连接，因为第一终端元件12的连接套筒32包围流体连接36的通入端，该流体连接在终端元件12内通向第一流体接口16、16a。

第一终端元件12的连接套筒32一体地过渡到盘形基部42中，该基部径向突出于连接套筒32并且通过与第一分段10a的连接而与第一分段的第二轴向端部的轴向端面贴靠。在连接套筒32到基部42的过渡区域中形成环形凹槽43，O形环41嵌入该环形凹槽中。基部42连同连接套筒32形成连接管44的轴向端部，在该连接管中流体连接36延伸至第一流体接口16a。连接管44的另一轴向端部一体地过渡到第一终端元件12的主体45中。

支承套筒46与连接管44同轴地从所述主体45朝向第一分段10a方向延伸。支承套筒46与连接管44径向间隔开。多个径向接片47将支承套筒46与连接管44连接并确保稳定性。接片47将平行延伸的通道彼此分开，这些通道形成流体连接37的一部分并且通入主体45中的环形腔48中，该环形腔形成流体连接37的另一部分并且在一个圆周点上径向过渡到第二流体接口17a中。

支承套筒46在其外侧上具有若干个环形凹槽49，在这些环形凹槽中分别设置有O形环50。总共设有三个这样的环形凹槽49连同O形环50。支承套筒46构造用于延伸到外管9中，更确切地说，使得外管9在接合状态中以其内侧密封地贴靠在支承套筒46的外侧和O形环50上。换言之，支承套筒46支承外管9。轴向位于支承套筒46和基部42之间的空间区域形成在此为环形的聚集腔38，流体在流出螺旋状流动路径18之后聚集在该聚集腔中。

图9、10和11以不同的视图示出内管10的最后的第三分段10c及其与第二终端元件13的连接。最后的分段10c与其余分段10a、10b一样在第一轴向端部上具有轴向从分段主体突出的圆柱形连接套筒32，该连接套筒在其径向外侧上具有径向向外突出的第一锁定元件33，以便与第二终端元件13连接。连接套筒32在此也具有比分段主体小的直径。此外，在此在连接套筒32到分段主体的过渡部处，O形环41也位于连接套筒32上。与其它分段10a、10b不同，最后的分段10c在第一轴向端部上通过壁57封闭。壁57位于横向通道39和连接套筒32之间，从而壁在一定程度上形成连接套筒32的底部。

第二终端元件13包括大致圆柱形的主体53，销52从该主体轴向突出，该销用于插入外管9中。与第一终端元件12一样，第二终端元件13的销也具有三个环形凹槽54，在所述环形凹槽中分别位置固定地设置有O形环51，以便密封外管9的内侧。销52具有在形状和尺寸上与连接套筒32相对应的圆柱形凹部55，该凹部轴向延伸到销52中。在凹部55的内侧上成形有径向向内突出的第二锁定元件56，该第二锁定元件在最后的分段10c和第二终端元件13相对于彼此旋转之后与最后的分段10c的第一锁定元件33共同作用，其方式是，第二锁定元件被第一锁定元件33形锁合地从后面卡住。因此，最后的分段10c和因此内管10牢固地与第二终端元件13连接并保持在其上。

图12示出用于使流体在缠绕芯3的第一轴向端部上转向的一种替代的实施变型方案。与图3、4和9至11中的实施变型方案不同，从内部流动路径19到外部流动路径18的流动转向在此不是通过内管10中的横向通道39进行，而是借助于流体转向器58进行，该流体转向器形成第二终端元件并且在缠绕芯3的第一轴向端部上不仅伸入到内管10中而且也伸入到外管9中。流体转向器58以主体53a以塞子的方式插入外管9的第一轴向端部中。两个分别设置在环形凹槽62中的O形环63将流体转向器58相对于外管9的内侧密封。流体转向器58同时以管段59延伸到内管10中，使得内部流动路径19在管段59中延续。内管10具有比外管9小的轴向长度，以确保有足够的结构空间用于将流体转向器58容纳在外管中。

管段59轴向从4通路分配器60突出，该4通路分配器形成流体转向器58的插入端部并且定义四个流动路径61(横向通道)，这些流动路径与管段59的空腔连接并且横向于管段的纵向延伸，从而使来自内部流动路径19的流体转向90°进入流动路径61中。流动路径61通入外部流动路径18，从而使从流动路径61流出的流体再次转向90°，以便使流体在轴向方向上螺旋状地沿外部流动路径18流回到缠绕芯3的第二轴向端部。流动方向在图12中通过箭头表示。

应指出，第一和第二终端元件12、13以及流体转向器58也可通过增材制造方法逐层制造。增材制造方法特别适于制造复杂的几何结构。

缠绕芯3在用于制造缠绕管的设备1中的工作原理如下。调温流体、即热的或冷的流体首先流入缠绕芯3，通过内管10的内部流动路径19(内孔)流动到芯端部。在那里流体通过所谓的流体转向器58(也可称为流体分配器)转向并被引导到内管10的外表面上并且因此也同时在外管9的内表面上被引导，该流体转向器在内管圆周上分布有一个或多个流出开口(流动路径61)。螺旋形的螺旋结构11(调温螺旋结构)在此有助于调温流体在圆周方向上的均匀分布。如果没有这种螺旋结构11，则内管10和外管9之间的流动在其流速和流体温度方面可能非常不均匀并且因此具有不利的流动情况。因此，螺旋结构11用于流体引导，在此可以根据相应的体积流量需求调整(优化)螺距、导程和通道宽度。

内管10和外管9之间的螺旋状的、即螺旋形导流的优点在于，流动横截面与直的、纯环形通道形的穿流相比增大并且因此流速降低。行程延长圈数。与在直的穿流时的环形间隙相比，螺旋形流动路径18的阻力系数略微减小。较小的阻力系数和较低的速度导致沿螺旋形流动路径18的较小的压力损失。由于流速较低且行程较长，所以流体颗粒在缠绕芯3中的停留时间更长。因此，从时间上看可以优化热传递并且在缠绕芯3中获得(尤其是对于与带状材料2接触的外管9或缠绕芯表面的相关温度而言)更均匀的温度分布。

在用于不同大小的缠绕管的不同芯直径下，螺旋结构可以分别最佳地适应，更确切地说，螺旋结构11的几何参数如圈数/螺距、通道宽度、导程等可以根据待制造的管的希望的直径而不同，从而可以在每个直径下实现最佳的流动情况。

在图13中示出根据本发明的用于通过缠绕到如图1至11中所示的缠绕芯3上来制造管100的设备1的各个部件的整体布置的原理图。因此，关于缠绕芯3的结构设计，参考上述说明。在根据图13的布置中规定，缠绕芯3在缠绕带2期间旋转(参见箭头A)，在此期间同时对缠绕芯进行变温调温，如流动箭头C、D所示。此外，在缠绕期间，缠绕头6线性平行地沿缠绕芯3运动，参见箭头B。

在第一轴向端部上，缠绕芯3可旋转地保持在第一支承装置64中。缠绕芯3可以在该端部上通过类似于在图2、3、4和9至11中示出的终端元件13的第二终端元件13'封闭，其中终端元件的外轮廓这样设计，使得能够实现旋转支承。作为替代方案，第二终端元件13'可以相应于根据图12的流体转向器58。

在第二轴向端部上，缠绕芯3固定地保持在缠绕芯适配器65中，该缠绕芯适配器在外周上包围缠绕芯3并且引导用于对缠绕芯进行调温的流体以使其进入内部流动路径19中或使其与内部流动路径同轴地从外部流动路径18流出。因此，缠绕芯适配器65与内管和外管9、10的内直径和外直径匹配并且因此可以根据内直径和外直径或根据缠绕芯3不同地构造。缠绕芯适配器在整体布置中可根据缠绕芯3的直径被更换。

缠绕芯适配器65具有通向导流元件67的液压机械接口66，缠绕芯适配器可以与所述导流元件机械连接。导流元件67引起流体在缠绕芯适配器65中和在缠绕芯3中彼此同轴地流入和流出转向到两个彼此平行的流动路径68、69中。在安装状态中，缠绕芯适配器65和导流元件67在结构上形成一个单元。用于连接具有不同直径的缠绕芯3的不同缠绕芯适配器65具有相同的液压机械接口66，从而可以选择性地将一个或另一个缠绕芯适配器65连接到导流元件67上。缠绕芯适配器65和导流元件67与缠绕芯3一起旋转。

导流元件67不可相对旋转地连接到扭矩耦入装置70上。该扭矩耦入装置主要包括轴71和不可相对旋转地设置在该轴上的小齿轮或不可相对旋转地设置在该轴上的皮带轮72。导流元件67与轴71耦联。小齿轮或皮带轮72与传动皮带74运动连接，所述传动皮带又与电动驱动装置76的电机轴75处于旋转带动中。因此，电动机76在运行中通过电机轴75驱动皮带74，该皮带通过皮带轮72将扭矩传递到轴71上，从而驱动整个缠绕系，所述缠绕系一方面包括导流元件67、缠绕芯适配器65并且当然也包括缠绕芯3。另一方面，缠绕系包括另外的第一轴区段78以及第二轴区段79，所述第一轴区段可旋转地支承在第二支承装置77中，所述第二轴区段连接到第一轴区段78上并且可旋转地插入流体供给装置80中。

流体通过流体供给装置80供给到缠绕系、更确切地说第一流动路径68中，所述第一流动路径延伸到内管10的内部流动路径19中。此外，流体通过流体供给装置80也从缠绕系、更确切地说从第二流动路径69中排出，所述第二流动路径来自内管10和外管9之间的外部流动路径18。流体供给装置80与此相应地具有第一流体接口16a和第二流体接口17a，所述第一流体接口用作流体的输入接口，所述第二流体接口用作流体的排出接口。在第一和第二流体接口16a、17a上可以分别安装有螺纹接套，以便套装相应的软管22、23。

第一和第二流体接口16a、17a分别通过阀装置28、29或30、31与调温装置20的第一容器21a和第二容器21b连接，在所述第一容器和第二容器中提供被不同调温的流体。因此，在第一容器21a中，流体可以具有在120℃和200℃之间的温度范围内的第一温度，并且在第二容器21b中，流体可以具有在10℃和80℃之间的温度范围内的第二温度。温度应当与带材料和在缠绕时通过激光辐射5的热输入相适应。基于PA、PPS或PEEK的热塑性带2具有比例如PPS更高的熔化温度。通过相应的阀装置28、29或30、31可以选择性地将第一或第二容器21a、21b的流体供给到缠绕系中。如图13所示，流体在此在回路中被引导并且在此再次被输送给流体从其中被取出的容器21a、21b。当然，更复杂的布置也是可能的。

第一容器21a通过第一供应管路24和可关闭第一供应管路24的第一阀28与第一流体接口16a连接。此外，第二容器21b通过第二供应管路25和可关闭第二供应管路25的第二阀29与第一流体接口16a连接。从第一阀28到第一流体接口16a以及从第二阀29到第一流体接口16a的连接通过一个共同的连接管路22进行。这种布置形成流体回路的进流的一部分。

相应地，第一容器21a通过第一回流管路26和可关闭第一回流管路26的第三阀30与第二流体接口17a连接。此外，第二容器21b通过第二回流管路27和可关闭第二回流管路27的第四阀31与第二流体接口17a连接。从第三阀30到第二流体接口17a以及从第四阀31到第二流体接口17a的连接同样通过一个共同的连接管路23进行。这种布置形成流体回路的回流的一部分。

图14示出流体供给装置80和可旋转地支承在其中的第二轴区段79的细节图。支承通过球轴承81、82进行，所述球轴承分别保持在轴向端板83、84中。在端板83、84之间同轴地设置有两个基本上结构相同的环形盘85、86。由端板83、84和环形盘85、86构成的布置借助于夹紧螺栓87a、87b相对于彼此夹紧，所述夹紧螺栓延伸穿过端板83、84和环形盘85、86中的相应的孔。两个环形盘85、86的区别仅在于，两个环形盘85之一具有用于夹紧螺栓87a、87b的螺纹孔88，而另一个环形盘86具有用于相应夹紧螺栓87b的无形锁合的通孔89。因此使用较长的夹紧螺栓87b和较短的夹紧螺栓87a，以便将由端板83、84和环形盘85、86构成的布置相对于彼此夹紧，两个夹紧螺栓87a、87b拧入到具有螺纹孔88的环形盘85中。较长的夹紧螺栓87b延伸穿过通孔89。

环形盘85、86具有中央孔90，第二轴区段79贯穿该中央孔。第一和第二流体接口16a、17a分别通过相应的环形盘85、86中的一个径向孔形成，所述径向孔分别通入一个环形凹槽91中，所述环形凹槽构造在中央孔90的内圆周中。环形凹槽91确保在第二轴区段79的每个角度位置中存在从相应的流体接口16a、17a到第一或第二流动路径68、69中的流体连接。在两个环形盘中，在相应的环形凹槽91两侧在轴向方向上分别设有一个模制密封件92，所述模制密封件在此构造成近似C形的并且以密封唇贴靠在第二轴区段79上。

在第二轴区段79中，第一和第二流动路径68、69的区段通过两个轴向平行的、彼此径向偏移的孔形成。在此，一同形成第一流动路径68的孔比一同形成第二流动路径69的孔更深地延伸到第二轴区段79中，从而相应的孔大致在第一或第二环形盘85、86中的相应环形凹槽90的轴向高度上终止。但这两个孔也可以同样深地延伸到第二轴区段79中。在相应环形凹槽90的所述轴向高度上，在第二轴区段79中构造有通入第一流动路径68中的第一径向横孔93和通入第二流动路径69中的第二径向横孔94。所述横孔93、94形成第一或第二流动路径68与相应环形凹槽91之间的相应的流动连接，尽管第二轴区段79旋转，该流动连接也始终存在。

第二轴区段79通过成形的法兰95与第一轴区段78的对应的配合法兰96连接并且因此可以与缠绕系脱耦。螺栓97将两个法兰95、96相互固定连接。第一流动路径68和第二流动路径69的区段平行地延伸通过第一轴区段78的整个轴向长度。两个法兰95、96这样相对于彼此定向，使得第一和第二流动路径68、69在第一和第二轴区段78、79中的相应区段彼此对齐。如已经示出的，第一轴区段78支承在支承装置77中。为此支承装置77具有相应的球轴承98、99。在支承装置77的背离流体供给装置80的一侧上，第一轴区段78与扭矩耦入装置的轴71连接。

图15示出缠绕系的其它部件，即扭矩耦入装置70、导流元件67、缠绕芯适配器65和缠绕芯3的起始区段。如已经阐述的，扭矩耦入装置70的轴71与被支承的第一轴区段78不可相对旋转地连接。皮带轮72不可相对旋转地设置在轴71上，该皮带轮被在此未示出的传动皮带74包围和驱动。导向盘73借助于未示出的螺栓固定在保持法兰101上，其方式是，将螺栓拧入螺纹孔102中。保持法兰101与轴71是一体的并且径向远离轴71延伸。皮带轮72设置在保持法兰101与导向盘73之间，从而螺栓贯穿并固定皮带轮。为此在皮带轮72中设有螺栓贯穿部116，螺栓插入该螺栓贯穿部中。导向盘73和保持法兰101分别径向地突出于皮带轮72并且轴向地将传动皮带74保持在位置中或者说防止传动皮带74从皮带轮72滑动。

扭矩耦入装置70在其背离支承装置77的轴向端部上具有连接法兰103，该连接法兰同样径向地从轴71突出并且用于与导流元件67机械连接。第一和第二流动路径68、69在第一和第二轴区段78、79内以及在扭矩耦入装置70的轴71内平行地且径向偏移于缠绕芯轴线8地延伸，所述缠绕芯轴线同时相应于缠绕系轴线8。在导流元件67中，流动路径68、69的平行延伸改变为彼此同轴的延伸。

为此导流元件67分别具有用于第一流动路径68的第一孔106和用于第二流动路径69的第一孔104，所述孔从导流元件67的朝向扭矩耦入装置70的轴向端面轴向平行地延伸到导流元件中。导流元件67形锁合地安装在连接法兰103上并与其拧紧，螺栓连接在图15中未示出。在安装状态中，两个第一孔104、106与扭矩耦入装置70的轴71中的相应的第一和第二流动路径68、69对齐。

在用于第一流动路径68的第一孔106上连接有第二孔107，第二孔的延伸方向与第一孔106的轴线成角度，以便将第一流动路径68引导至缠绕系的中心或轴线8。第二孔107同样从导流元件67的朝向扭矩耦入装置70的轴向端面构造在导流元件中。第二孔107终止于导流元件67、因此缠绕系的轴线8区域中。在那里第二孔过渡到第三孔108中，第三孔的轴线位于缠绕系轴线8上并且第三孔从背离扭矩耦入装置70的轴向端面构造到导流元件67中。所述第一孔106、第二孔107和第三孔108共同形成第一流动路径68在导流元件67中的区段。

在用于第二流动路径69的第一孔104上同样连接有第二孔105。该第二孔105从导流元件67的背离扭矩耦入装置70的轴向端面轴向地构造到导流元件中并且相对于第一孔104径向向外偏移，更确切地说大致偏移第一孔104的半径，从而第一和第二孔104、105径向重叠。第一和第二孔104、105的孔深度如此确定，使得第一和第二孔104、105也轴向重叠。所述第一孔104和第二孔105共同形成第二流动路径69在导流元件67中的区段。

缠绕芯适配器65形锁合地安装在导流元件67上，缠绕芯适配器形成从导流元件67到缠绕芯3的连接。借助于螺栓117将缠绕芯适配器65固定在导流元件67中的相应螺纹孔118中。缠绕芯适配器65和导流元件67之间的贴靠面形成液压机械接口66。

缠绕芯适配器65基本上由三个部分区段111、112、113构成，包括法兰区段111、管区段112和套筒区段113。法兰区段111安装在导流元件67上。该法兰区段具有用于容纳螺栓117的孔119。在法兰区段111中设有圆柱形凹部121，导流元件67的突出的中心毂120伸入所述圆柱形凹部中。

法兰区段111过渡到管区段112，该管区段具有比法兰区段111小的外径。管区段112的内部形成聚集腔38。管区段112是圆柱形的。但在另一种实施变型方案中，它可以是锥形的。管区段112在其与法兰区段111相反的轴向端部上过渡到套筒区段113中。管区段112因此连接法兰区段111与套筒区段113。后者也具有比管区段112更大的外径。套筒区段113在外周上包围缠绕芯3。例如缠绕芯3以外管9通过卡口连接固定在套筒区段112的内侧上。

如前所述，缠绕芯3具有外管9和同轴地设置在其中的内管10，内管的壁厚在此比在图2至12中的变型方案中更厚，但在其内部同样具有内部流动路径19。如前所述，螺旋结构11在内管10的外周上凸起，所述螺旋结构沿围绕缠绕芯轴线8的螺旋线在形成于内管和外管9、10之间的间隙18中延伸并且因此定义螺旋状的外部流动路径18。在此螺旋结构11贴靠在外管9的内侧上。

缠绕芯3的朝向缠绕芯适配器65的第二轴向端部也相对于图2至13中的方案——在其中缠绕芯的第二轴向端部与第一终端元件12连接——略微改变。内管10虽然也具有凹部34，该凹部朝向第二轴向端部的端面增大内部流动路径19的直径。但内管10在第二轴向端部上具有一个阶梯形凹部122，使得内管10的第二轴向端部的轴向端面形成毂123，该毂的外径小于内管10的具有螺旋结构11的其余部分的外径。该毂123延伸到包箍114中，该包箍同轴地被推入外管9中并且将内管10保持在其于外管9中的位置中。包箍114具有与间隙18对齐的开口115，以便允许流体从间隙18或者说螺旋状流动路径18流出。

在导流元件67和缠绕芯3之间的沿缠绕芯轴线8穿过聚集腔38的流体连接通过两个相互插入的桥式元件109、110实现，即间隔管109和内管适配器110。两件式确保在轴向接合部件时以及使缠绕芯适配器65适配不同的缠绕芯3时具有一定的灵活性。

间隔管109具有管状前区段127和管状后区段128，在它们之间径向地在间隔管109上突出一个环形凸起130。间隔管109以圆柱形后区段128伸入导流元件76中的第一流动路径68的第三孔108中。环形凸起130形成止挡，间隔管109被推入到第三孔108中直至该止挡。间隔管109的前区段127伸入内管适配器110中。贯通通道129延伸穿过间隔管109并将流体从第三孔108引导到内管适配器110。

内管适配器110也具有管状前区段124和管状后区段125，在它们之间存在过渡区域，使得后区段125具有比前区段124大的外径。内管适配器110以前区段124延伸到内管10的凹部34中，而相对置地内管适配器110的后区段125在外部包围间隔管109的前区段127。内管适配器110也具有贯通通道126，以便流体可以从间隔管109进入内管10的内部流动路径19。因此，来自第一流体接口16a的流体可以经由第一和第二轴区段78、79中和轴71中的第一流动路径68以及经由导流元件67中的第一、第二和第三孔106、107、108、间隔管109和内管适配器110流入缠绕芯3的内部流动路径19中。

此外，流体随后在轴向方向上流动，在背离缠绕芯适配器65的第一轴向端部上，内管10或与其连接的流体转向器58具有前述横向通道39，所述横向通道提供从内管10中的内部流动路径19到内管9与外管10之间的螺旋状流动路径18的流动连接，从而流体可以进入螺旋状流动路径18中并且在其中轴向地流回到缠绕芯适配器65。然后，流体通过开口115流入沿轴向位于包箍114之前的聚集腔38中，第二流动路径69的第二孔105在相反的轴向侧面上通入该聚集腔中。因此，流体可以经由所述第二孔105离开聚集腔38并且通过扭矩接收部70的轴71中以及第一和第二轴区段78、79中的第二流动路径69流回到第二流体接口17a。

当然，缠绕系的穿流也可以反过来进行。在此，首先以来自第一容器21a的热流体进行穿流，以加热缠绕芯3并且然后缠绕带2，并且随后以来自第二容器21b的较冷的流体进行穿流，以冷却缠绕芯3和带2。相互插入或相互贴靠的部件的所有表面通过密封环、如O形环密封，以避免流体流出。密封环在图15中用实心圆表示。

在冷却之后，将制成的管100从缠绕芯3上推出并且切割成各个管件。

以上述方式，借助逆流方法在使用螺旋几何结构来在缠绕芯3中导流的情况下实现对缠绕芯3的变温调温，以实现对缠绕芯外表面的均匀调温，尤其是专门用于将TPUD带2缠绕成薄壁的CFK管100，所述CFK管可以以被切割成其管段的形式制成用于湿转子泵的间隙管。

应指出，上述说明仅作为示例为了说明的目的给出并且不以任何方式限制本发明的保护范围。本发明的被说明为“可以”、“示例性地”、“优选”、“可选地”、“理想地”、“有利地”、“必要时”或“适合的”或类似的特征被视为纯粹可选的并且也不限制保护范围，所述保护范围仅通过权利要求来确定。只要在上述说明中提及的元件、部件、方法步骤、数值或信息具有已知的、显而易见的或可预见的等同物，则这些等同物也包括在本发明中。本发明还包括对实施例的任何改变、改动或修改，这些改变、改动或修改涉及元件、部件、方法步骤、数值或信息的替换、增加、改变或省略，只要保持本发明的基本思想，而不管该改变、改动或修改是导致实施例的改进还是劣化。

尽管本发明的上述说明关于一种或多种具体实施例提到了多个实体、非实体或方法方面的特征，但这些特征也可以脱离具体实施例单独使用，至少在它们不要求其它特征强制存在的情况下。相反，关于一种或多种具体实施例提到的这些特征可以任意彼此组合并且可与实施例的示出或未示出的其它公开或未公开的特征组合，只要这些特征不相互排斥或导致技术上的不兼容。

附图标记列表

1 用于制造缠绕管的设备

2 带状材料，带

3 缠绕芯

4 激光器

5 激光辐射

6 缠绕头

7 压紧辊

8 纵向轴线

9 外管

10内管

10a 第一分段

10b 第二分段

10c第三分段、最后的分段

11螺旋结构

12第一终端元件

13第二终端元件

14保持件

15保持件

16第一流体接口、螺纹接套

16a第一流体接口、液压接口

17第二流体接口、螺纹接套

17a第二流体接口、液压接口

18间隙、外部流动通道、螺旋状流动通道

19内部流动通道

20调温装置

21a 第一容器

21b 第二容器

22共同的连接管路(进流)、软管

23共同的连接管路(回流)、软管

24第一供应管路

25第二供应管路

26第一回流管路

27第二回流管路

28第一阀

29第二阀

30第三阀

31第四阀

32连接套筒

33第一锁定元件

34凹部

35第二锁定元件

36到第一流体接口的流体连接

37到第二流体接口的流体连接

38聚集腔

39横向通道

40孔口

41O形环

42基部

43环形凹槽

44连接管

45主体

46支承套筒

47接片

48环形腔

49环形凹槽

50O形环

51O形环

52销

53主体

53a主体

54环形凹槽

55凹部

56第二锁定元件

57壁

58流体转向器

59管区段

60 4通路分配器

61流动路径、横向通道

62环形凹槽

63O形环

64第一支承装置

65缠绕芯适配器

66液压机械接口

67导流元件

68第一流动路径

69第二流动路径

70扭矩耦入装置

71轴

72皮带轮

73导向盘

74传动皮带

75电机轴

76电动机

77第二支承装置

78第一轴区段

79第二轴区段

80流体供给装置

81球轴承

82球轴承

83端板

84端板

85环形盘

86环形盘

87a 短夹紧螺栓

87b 长夹紧螺栓

88螺纹孔

89通孔

90中央孔

91环形凹槽

92模制密封件

93第一横孔

94第二横孔

95法兰

96配合法兰

97螺栓

98轴承

99轴承

100 缠绕管

101 保持法兰

102 螺纹孔

103 连接法兰

104 第一孔

105 第二孔

106 第一孔

107 第二孔

108 第三孔

109 间隔管

110 内管适配器

111 法兰区段

112 管区段

113 套筒区段

114 包箍

115 开口

116 螺栓贯穿部

117 螺栓

118 螺纹孔

119 孔

120 中央毂

121 圆柱形凹部

122 阶梯形凹部

123 毂

124 内管适配器的前区段

125 内管适配器的后区段

126 内管适配器贯通通道

127 间隔管的前区段

128 间隔管的后区段

129 间隔管的贯通通道

130 环形凸起

Claims

1.用于制造缠绕塑料管(100)、尤其是用于湿转子泵的间隙管的方法，即通过将具有热塑性或热固性聚合物基质的扁平的纤维增强的带状材料(2)缠绕到被加热的缠绕芯(3)上，在此期间借助于激光辐射(5)熔化聚合物基质，以实现带状材料(2)的两个相叠的层的材料锁合，其特征在于，所述缠绕芯(3)具有外管(9)和设置在外管中的内管(10)，将带状材料(2)缠绕到所述外管上，并且为了对外管(9)进行变温调温，流体沿围绕缠绕芯轴线(8)的至少一个螺旋状流动路径(18)在轴向上穿流缠绕芯(3)，所述螺旋状流动路径沿缠绕芯(3)的至少一个轴向区段在外管(9)和内管(10)之间在径向上延伸。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体在缠绕时以在第一温度范围内、尤其是120℃与200℃之间的第一温度穿流缠绕芯(3)，并且随后以在第二温度范围内、尤其是10℃与80℃之间的第二温度穿流缠绕芯。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，调温装置(20)选择性地提供具有第一温度或具有第二温度的流体。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述缠绕芯(3)在缠绕期间围绕其纵向轴线旋转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述流体沿与螺旋状流动路径(18)轴向相反的方向穿流内管(10)，流体通过至少一个流体转向部(39、61)从内管(10)转向至螺旋状流动路径(18)或反之，所述至少一个流体转向部沿流动方向位于所述轴向区段的端部上或该端部之外。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述流体首先穿流内管(10)并且随后通过螺旋状流动路径(18)回流。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在缠绕芯(3)冷却后将缠绕管(100)推向缠绕芯(3)的一个轴向端部并在那里定长切割缠绕管以获得各单个管段。

8.用于制造塑料管(100)、尤其是用于湿转子泵的间隙管的设备(1)，该设备包括能被加热的缠绕芯(3)并且包括缠绕头(6)，该缠绕头提供具有热塑性或热固性聚合物基质的扁平的纤维增强的带状材料(2)，该缠绕头设置用于将带状材料(2)缠绕到缠绕芯(3)上，并且该缠绕头具有激光器(4)，以便借助于激光辐射(5)熔化聚合物基质并实现带状材料(2)的两个相叠的层的材料锁合，其特征在于，所述缠绕芯(3)具有外管(9)和设置在该外管中的内管(10)，带状材料(2)能被缠绕到该外管上，并且在外管(9)和内管(10)之间在径向上存在至少一个螺旋结构(11)，该螺旋结构沿缠绕芯(3)的至少一个轴向区段延伸并且定义能被流体穿流以便对外管(9)进行变温调温的、围绕缠绕芯轴线(8)的螺旋状流动路径(18)。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备包括调温装置(20)，该调温装置设置用于选择性地提供具有在第一温度范围内、尤其是120℃与160℃之间的第一温度或具有在第二温度范围内、尤其是60℃与20℃之间的第二温度的流体。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述缠绕芯(3)在缠绕期间是可旋转的。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述螺旋结构(11)固定、尤其是焊接在内管(10)的外周上。

12.根据权利要求8至10中任一项所述的设备，其特征在于，所述螺旋结构(11)与外管(9)和/或内管(10)是一体的并且与外管(9)或内管(10)一起借助增材制造方法逐层制造。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的设备，其特征在于，所述缠绕芯(3)沿流动方向在所述轴向区段的端部上或该端部之外具有至少一个流体转向部(39、61)，以便将流体从内管(10)转向至螺旋状流动路径(18)或反之。

14.根据权利要求8至13中任一项所述的设备，其特征在于，该设备包括流体转向器(58)，该流体转向器在缠绕芯(3)的与流体的流入口相反的轴向端部上以塞子的形式插入到内管(10)中和插入到外管(9)中并且分别封闭内管和外管，并且具有至少一个横向通道(61)，以便实现流体从内管(10)到螺旋状流动路径(18)的过渡或反之。

15.根据权利要求8至14中任一项所述的设备，其特征在于，所述外管(9)在外侧设有耐磨涂层和/或在内侧设有防腐蚀和防侵蚀涂层。