DE102022116614A1 - TANK AND METHOD OF PRODUCTION - Google Patents
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Abstract
Es werden ein Tank und ein Verfahren zur Herstellung des Tanks zur Verfügung gestellt, die dazu imstande sind, eine Faserfalschausrichtung während eines Harzgießens zu verhindern und eine Verschlechterung der Festigkeit zu unterdrücken. Der Tank weist eine Faserschicht (17) auf, die eine spiralförmige Schicht (17A), die Fasern (16) aufweist, die in einer Spiralform um eine Außenfläche einer Auskleidung (12) herumgewickelt sind, und eine Geflechtschicht (17E) umfasst, die auf eine überlappende Weise auf der äußersten Lage der spiralförmigen Schicht (17A) ausgebildet ist, wobei die Geflechtschicht (17E) die Fasern (16) aufweist, die so herumgewickelt sind, dass sie abwechselnd gewebt sind und Faserintervalle haben, die größer als die der spiralförmigen Schicht (17A) sind. Die Faserschicht (17) ist mit einem Harz (18) imprägniert.A tank and a method for manufacturing the tank are provided, which are capable of preventing fiber misalignment during resin molding and suppressing deterioration in strength. The tank has a fibrous layer (17) comprising a helical layer (17A) having filaments (16) wrapped in a spiral form around an outer surface of a liner (12) and a braided layer (17E) having is formed in an overlapping manner on the outermost layer of the spiral layer (17A), the mesh layer (17E) having the fibers (16) wound so as to be woven alternately and having fiber intervals larger than that of the spiral layer (17A) are. The fiber layer (17) is impregnated with a resin (18).
Description
HINTERGRUNDBACKGROUND
Technisches Gebiettechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf einen faserverstärkten Tank und ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a fiber-reinforced tank and a method for its manufacture.
Stand der TechnikState of the art
Patentliteratur 1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines (nachstehend auch als Hochdrucktank bezeichneten) faserverstärkten Kunststofftanks (FVK-Tank). Dieses Herstellungsverfahren führt zunächst einen Beschichtungsschritt durch, bei dem Fasern um eine Auskleidung herumgewickelt werden, es führt dann einen Imprägnierungsschritt durch, bei dem die Fasern mit Harz imprägniert werden, und es lässt danach das Harz aushärten, indem die mit Harz imprägnierten Fasern erhitzt werden.Patent Literature 1 discloses a method of manufacturing a fiber-reinforced plastic (FRP) tank (hereinafter also referred to as a high-pressure tank). This manufacturing method first performs a coating step in which fibers are wrapped around a liner, then performs an impregnation step in which the fibers are impregnated with resin, and thereafter cures the resin by heating the resin-impregnated fibers.
Patentliteratur 2 offenbart einen Hochdrucktank (Druckbehälter), der unter Verwendung solch eines Harzinjektionsverfahrens (RTM-Verfahrens; RTM: Resin Transfer Molding) hergestellt wurde. Der Hochdrucktank (Druckbehälter) weist Folgendes auf: einen Behälterhauptkörper mit einem zylindrischen, geraden Körperteil und einem Kuppelteil, das einen halbkugelförmigen Abschnitt mit einer Halbkugelform aufweist und einstückig an jedem Ende des geraden Körperteils ausgebildet ist; einen ersten verstärkten Bereich, der ausgebildet ist, indem Verstärkungsfasern derart um eine Außenumfangsfläche von einem der Kuppelteile herumgewickelt sind, dass die Verstärkungsfasern miteinander verflochten sind; einen zweiten Verstärkungsbereich, der ausgebildet ist, indem die Verstärkungsfasern vom ersten Verstärkungsbereich aus kontinuierlich spiralförmig um eine Außenumfangsfläche des geraden Körperteils herumgewickelt sind; und einen dritten Verstärkungsbereich, der ausgebildet ist, indem die Verstärkungsfasern vom zweiten verstärkten Bereich aus kontinuierlich derart um eine Außenumfangsfläche des anderen Kuppelteils herumgewickelt sind, dass die Verstärkungsfasern miteinander verflochten sind.
Entgegenhaltungslistecitation list
Patentliteraturpatent literature
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Patentliteratur 1:
JP 2020 - 085 199 A JP 2020 - 085 199 A -
Patentliteratur 2:
JP 2020 - 026 817 A JP 2020 - 026 817 A
KURZDARSTELLUNGEXECUTIVE SUMMARY
Das obige Herstellungsverfahren, das das RTM-Verfahren nutzt, führt den Faserwickelschritt und den Harzimprägnierungsschritt getrennt durch, wenn ein Hochdrucktank hergestellt wird. Während des Harzgießens kann in dem geraden Körperteil jedoch eine Faserfalschausrichtung auftreten, was zu einer Verschlechterung der Festigkeit führt.The above manufacturing method utilizing the RTM method separately performs the filament winding step and the resin impregnation step when manufacturing a high-pressure tank. However, fiber misalignment may occur in the straight body part during resin molding, resulting in deterioration of strength.
Angesichts dessen stellt die Erfindung einen Tank und ein Verfahren zur Herstellung des Tanks zur Verfügung, die dazu imstande sind, eine Faserfalschausrichtung während des Harzgießens zu verhindern und eine Verschlechterung der Festigkeit zu unterdrücken.In view of this, the invention provides a tank and a method for manufacturing the tank capable of preventing fiber misalignment during resin molding and suppressing deterioration in strength.
Angesichts dessen wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ein Tank offenbart, der Folgendes aufweist: eine hohle Auskleidung, die einen zylindrischen, geraden Körperabschnitt und einen Kuppelabschnitt aufweist, der sich von einem Endabschnitt des geraden Körperabschnitts in einer axialen Richtung in einer zum geraden Körperabschnitt entgegengesetzten Richtung allmählich verengt; und eine Verstärkungsschicht, die auf einer Außenfläche der Auskleidung ausgebildet ist, indem eine Faserschicht, die Fasern aufweist, die auf eine überlappende Weise in einer radialen Richtung herumgewickelt sind, mit Harz imprägniert ist, wobei die Faserschicht eine spiralförmige Schicht oder eine Ringschicht, die die Fasern in einer Spiralform oder einer Ringform um die Außenfläche der Auskleidung herumgewickelt aufweist, und eine Geflechtschicht umfasst, die auf eine überlappende Weise auf einer äußersten Lage der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht ausgebildet ist, wobei die Geflechtschicht die Fasern aufweist, die so herumgewickelt sind, dass sie abwechselnd gewebt sind und Faserintervalle haben, die größer als die der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht sind, und die Faserschicht mit dem Harz imprägniert ist.In view of this, according to one aspect of the invention, a tank is disclosed, comprising: a hollow liner having a cylindrical straight body portion and a dome portion extending from an end portion of the straight body portion in an axial direction in an opposite direction to the straight body portion gradually narrowed; and a reinforcing layer formed on an outer surface of the liner by impregnating a fibrous layer comprising filaments wound in an overlapping manner in a radial direction with resin, the fibrous layer being a spiral layer or a ring layer containing the having fibers wound in a spiral shape or a ring shape around the outer surface of the liner, and comprising a braid layer formed in an overlapping manner on an outermost layer of the spiral layer or the ring layer, the braid layer having the fibers wound around so that they are woven alternately and have fiber intervals larger than that of the spiral layer or the ring layer, and the fiber layer is impregnated with the resin.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Faserschicht eine erste Geflechtschicht, die die Fasern aufweist, die in einer abwechselnd gewebten Weise um eine Außenfläche des Kuppelabschnitts herumgewickelt sind, eine spiralförmige Schicht oder eine Ringschicht, die die Fasern aufweist, die von der ersten Geflechtschicht aus kontinuierlich in einer Spiralform oder einer Ringform um eine Außenfläche des geraden Körperabschnitts herumgewickelt sind, und eine zweite Geflechtschicht, die die Fasern aufweist, die so auf einer äußersten Lage der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht herumgewickelt sind, dass sie von der ersten Geflechtschicht aus kontinuierlich abwechselnd gewebt sind und Faserintervalle haben, die größer als die der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht sind, wobei die Faserschicht mit dem Harz imprägniert ist.In some embodiments, the fibrous layer includes a first braid layer having the fibers wrapped in an alternately woven manner around an outer surface of the dome portion, a helical layer, or a hoop layer having the fibers woven from the first braid layer continuously in a spiral shape or a ring shape around an outer surface of the straight body portion, and a second mesh layer having the fibers wrapped on an outermost layer of the spiral layer or the ring layer so that they are continuously woven alternately from the first mesh layer and Having fiber intervals greater than that of the spiral layer or the ring layer, the fiber layer being impregnated with the resin.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Tanks offenbart, wobei der Tank Folgendes aufweist: eine hohle Auskleidung, die einen zylindrischen, geraden Körperabschnitt und einen Kuppelabschnitt aufweist, der sich von einem Endabschnitt des geraden Körperabschnitts in einer axialen Richtung in einer zum geraden Körperabschnitt entgegengesetzten Richtung allmählich verengt; und eine Verstärkungsschicht, die auf einer Außenfläche der Auskleidung ausgebildet ist, indem eine Faserschicht, die Fasern aufweist, die auf eine überlappende Weise in einer radialen Richtung herumgewickelt sind, mit Harz imprägniert ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: Ausbilden der Faserschicht, die eine spiralförmige Schicht oder eine Ringschicht, die die Fasern aufweist, die in einer Spiralform oder einer Ringform um die Außenfläche der Auskleidung herumgewickelt sind, und eine Geflechtschicht umfasst, die auf eine überlappende Weise auf einer äußersten Lage der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht ausgebildet ist, wobei die Geflechtschicht die Fasern aufweist, die so herumgewickelt sind, dass sie abwechselnd gewebt sind und Faserintervalle haben, die größer als die der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht sind; und Imprägnieren der Faserschicht, die die Geflechtschicht umfasst, die auf eine überlappende Weise auf der äußersten Lage der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht ausgebildet ist, mit dem Harz.According to a further embodiment of the invention, a method for producing a Disclosed tanks, the tank comprising: a hollow liner having a cylindrical straight body portion and a dome portion gradually narrowing from an end portion of the straight body portion in an axial direction in an opposite direction to the straight body portion; and a reinforcing layer formed on an outer surface of the liner by impregnating a fiber layer having fibers wound in an overlapping manner in a radial direction with resin, the method including: forming the fiber layer, the one spiral layer or an annular layer having the fibers wrapped in a spiral shape or an annular shape around the outer surface of the liner, and comprising a mesh layer formed in an overlapping manner on an outermost layer of the spiral layer or the annular layer, wherein the mesh layer has the fibers wound so that they are alternately woven and have fiber intervals larger than that of the spiral layer or the ring layer; and impregnating the fibrous layer comprising the braid layer formed in an overlapping manner on the outermost layer of the spiral layer or the ring layer with the resin.
In einigen Ausführungsbeispielen beinhaltet das Verfahren Folgendes: Ausbilden der Faserschicht, die eine erste Geflechtschicht, die die Fasern aufweist, die auf eine abwechselnd gewebte Weise um eine Außenfläche des Kuppelabschnitts herumgewickelt sind, eine spiralförmige Schicht oder eine Ringschicht, die die Fasern aufweist, die von der ersten Geflechtschicht aus kontinuierlich in einer Spiralform oder einer Ringform um eine Außenfläche des geraden Körperabschnitts herumgewickelt sind, und eine zweite Geflechtschicht umfasst, die die Fasern aufweist, die so auf einer äußersten Lage der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht herumgewickelt sind, dass sie von der ersten Geflechtschicht aus kontinuierlich abwechselnd gewebt sind und Faserintervalle haben, die größer als die der spiralförmigen Schicht oder der Ringschicht sind; und Imprägnieren der Faserschicht, die die erste Geflechtschicht, die spiralförmige Schicht oder die Ringschicht und die zweite Geflechtschicht umfasst, mit dem Harz.In some embodiments, the method includes the following: forming the fibrous layer, which includes a first braided layer comprising the fibers wrapped in an alternately woven manner around an outer surface of the dome portion, a helical layer, or an annular layer comprising the fibers of the first braid layer of are continuously wound in a spiral shape or a ring shape around an outer surface of the straight body portion, and a second braid layer comprising the fibers wound on an outermost layer of the spiral layer or the ring layer so as to be separated from the first braid layer of continuously alternately woven and having fiber intervals greater than that of the spiral layer or the ring layer; and impregnating the fibrous layer comprising the first braid layer, the spiral layer or the ring layer and the second braid layer with the resin.
In einigen Ausführungsbeispielen wird für einen Teil oder sämtliche der Fasern der Geflechtschicht ein Tow-Prepreg verwendet, das durch Imprägnieren von Fasern mit einem thermoplastischen Harz hergestellt ist.In some embodiments, a tow prepreg made by impregnating fibers with a thermoplastic resin is used for part or all of the fibers of the braided layer.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Harz ein wärmehärtendes Harz, wobei das thermoplastische Harz eine Schmelztemperatur hat, die kleiner oder gleich einer Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Harzes ist.In some embodiments, the resin includes a thermoset resin, where the thermoplastic resin has a melting temperature that is less than or equal to a cure temperature of the thermoset resin.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das thermoplastische Harz ein thermoplastisches Harz, das mit dem Harz kompatibel ist.In some embodiments, the thermoplastic resin includes a thermoplastic resin that is compatible with the resin.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das thermoplastische Harz ein thermoplastisches Harz, das vom gleichen Typ wie das Harz ist.In some embodiments, the thermoplastic resin includes a thermoplastic resin that is of the same type as the resin.
Gemäß der einen Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, eine Faserfehlausrichtung während des Harzgießens zu verhindern und eine Verschlechterung der Festigkeit zu unterdrücken, indem entsprechend den Positionen die Art der Faseraufwicklung geändert wird.According to one aspect of the invention, it is possible to prevent fiber misalignment during resin molding and suppress strength deterioration by changing the fiber winding manner according to the positions.
Figurenlistecharacter list
-
1 ist eine Seitenansicht, die schematisch einen Hochdrucktank (eine faserumwickelte Auskleidung) gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;1 12 is a side view schematically showing a high-pressure tank (fiber-wrapped liner) according to the embodiment; -
2 ist eine Schnittansicht, die schematisch einen Aufbau des Hochdrucktanks (der faserumwickelten Auskleidung) gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;2 12 is a sectional view schematically showing a structure of the high-pressure tank (fiber-wrapped liner) according to the embodiment; -
3 ist ein schematisches Schaubild, das eine Fertigungsmaschine (Flechtmaschine) zum Herumwickeln von Fasern um eine Auskleidung zeigt, die den Hochdrucktank gemäß dem Ausführungsbeispiel bildet;3 12 is a schematic diagram showing a manufacturing machine (braiding machine) for winding fibers around a liner constituting the high-pressure tank according to the embodiment; -
4 ist ein schematisches Schaubild, das Positionen zeigt, an denen Fasern zugeführt werden, wenn die Fasern um einen Kuppelabschnitt des Hochdrucktanks gemäß dem Ausführungsbeispiel herumgewickelt werden;4 12 is a schematic diagram showing positions where fibers are fed when the fibers are wound around a dome portion of the high-pressure tank according to the embodiment; -
5 ist ein schematisches Schaubild, das Positionen zeigt, an denen Fasern zugeführt werden, wenn die Fasern um einen geraden Körperabschnitt des Hochdrucktanks gemäß dem Ausführungsbeispiel herumgewickelt werden;5 12 is a schematic diagram showing positions where fibers are fed when the fibers are wound around a straight body portion of the high-pressure tank according to the embodiment; -
6 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Vorformlingplatzierungsschritt und einen Vakuumentgasungsschritt einer Fertigungsvorrichtung (einer Form für ein Harzinjektionsverfahren) des Hochdrucktanks gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt;6 12 is a vertical sectional view showing a preform placing step and a vacuum degassing step of a manufacturing apparatus (a mold for a resin injection method) of the high-pressure tank according to the embodiment; -
7 ist eine vertikale Schnittansicht, die einen Harzgießschritt der Fertigungsvorrichtung (der Form für das Harzinjektionsverfahren) des Hochdrucktanks gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt; und7 12 is a vertical sectional view showing a resin molding step of the manufacturing device (the mold for the resin injection method) of the high-pressure tank according to the embodiment; and -
8 ist eine Seitenansicht, die schematisch ein weiteres Beispiel eines Hochdrucktanks (einer faserumwickelten Auskleidung) gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt. 12 is a side view schematically showing another example of a high-pressure tank (a fiber-wrapped liner) according to the embodiment.8th
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawings.
Es folgt eine Beschreibung eines Beispiels eines Hochdrucktanks für Brennstoffzellenfahrzeuge, der ein Beispiel für einen Tank ist. Der Tank, bei dem die Erfindung angewandt wird, ist nicht auf den Hochdrucktank für Brennstoffzellenfahrzeuge beschränkt. Die Form, das Material und dergleichen der Auskleidung und der Vorformling, der den Tank bildet, sind nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt.A description follows of an example of a high-pressure tank for fuel cell vehicles, which is an example of a tank. The tank to which the invention is applied is not limited to the high-pressure tank for fuel cell vehicles. The shape, material and the like of the liner and the preform constituting the tank are not limited to the illustrated example.
Bei dem RTM-Verfahren werden mehrfach (in mehreren Lagen) Kohlenstofffasern um eine Auskleidung herumgewickelt (gewunden), um einen Vorformling mit einer Faserschicht auf der Außenfläche der Auskleidung auszubilden, die Faserschicht des Vorformlings wird mit Epoxidharz imprägniert und das Epoxidharz wird ausgehärtet, um so einen Hochdrucktank für Brennstoffzellenfahrzeuge herzustellen, der auf dem Außenumfang der Auskleidung eine faserverstärkte Harzschicht mit den Kohlenstofffasern und dem Epoxidharz aufweist. Die Auskleidung ist ein hohler Behälter aus Harz (zum Beispiel Nylonharz), der den Innenraum des Hochdrucktanks definiert.In the RTM process, carbon fibers are wrapped (wound) multiple times (in multiple layers) around a liner to form a preform with a fibrous layer on the outer surface of the liner, the fibrous layer of the preform is impregnated with epoxy resin, and the epoxy resin is cured, so as to form to manufacture a high-pressure tank for fuel cell vehicles, which has a fiber-reinforced resin layer including the carbon fibers and the epoxy resin on the outer periphery of the liner. The liner is a hollow resin (e.g., nylon resin) container that defines the interior of the high-pressure tank.
Da ein Hochdrucktank für Brennstoffzellenfahrzeuge ein dickschichtiger, großer Tank (mit dick herumgewickelten Kohlenstofffasern) ist, ist es erforderlich, die Epoxidharzbefüllung und -imprägnierung mit hoher Geschwindigkeit und unter hohem Druck durchzuführen. Dies kann zu einer Faserfalschausrichtung oder dergleichen führen. Insbesondere der gerade Körperabschnitt der Auskleidung muss wirksam durch Kohlenstofffasern verstärkt werden (siehe
Das Ausführungsbeispiel setzt dann die folgende Konfiguration ein.The embodiment then employs the following configuration.
- Konfiguration Hochdrucktank -- High pressure tank configuration -
Zunächst wird beruhend auf den Zeichnungen ausführlich ein Hochdrucktank 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Wie in
Der Kuppelabschnitt 12B weist in seinem axialen Mittelteil einen zylindrischen Abschnitt 12C auf, der in der axialen Richtung entlang der Mittelachse CL in Richtung des Endabschnitts der Auskleidung 12 (nach außen) vorsteht. Der zylindrische Abschnitt 12C hat einen im Wesentlichen konstanten Innendurchmesser und Außendurchmesser, die kleiner als die des geraden Körperabschnitts 12A sind.The
Der Hochdrucktank 10 wird ausgebildet, indem um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A der Auskleidung 12 und die Außenumfangsfläche des Kuppelabschnitts 12B der Auskleidung 12 (auch als Faserbündel bezeichnete) bandartige Fasern 16 mit einer vorbestimmten Breite in einer Schichtform herumgewickelt werden. Die Faser 16 besteht aus faserverstärktem Kunststoff (FVK), was zum Beispiel Glasfaser, Kohlenstofffaser oder Aramid einschließt, und sie bildet auf der Außenumfangsfläche (Außenfläche) der Auskleidung 12 eine faserverstärkte Kunststoffschicht (FVK-Schicht) als eine Verstärkungsschicht aus.The high-
Genauer werden die Fasern 16 in einer abwechselnd gewebten Weise um die Außenumfangsfläche (Außenfläche) des Kuppelabschnitts 12B herumgewickelt (nachstehend kann dies als „Geflechtwicklung“ bezeichnet werden), wobei die in einer geflochtenen Weise herumgewickelten Fasern 16 eine Geflechtschicht 17B als eine erste Faserschicht ausbilden. Dann wird die Geflechtschicht (erste Faserschicht) 17B mit einem wärmehärtenden Harz 18 imprägniert (
Derweil werden die Fasern 16 spiralförmig um die Außenumfangsfläche (Außenfläche) des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt (nachstehend kann dies als „spiralförmige Wicklung“ bezeichnet werden), wobei die spiralförmig herumgewickelten Fasern 16 eine spiralförmige Schicht 17A als eine zweite Faserschicht ausbilden. Dann wird die spiralförmige Schicht (zweite Faserschicht) 17A mit einem wärmehärtenden Harz 18 imprägniert (
Die spiralförmige Wicklung bedeutet, dass die Fasern 16 zunächst in einem vorbestimmten Wickelwinkel +θ bezüglich der Mittelachse CL der Auskleidung 12 um die gesamte Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt werden und sie außerdem in einem vorbestimmten Wickelwinkel -θ bezüglich der Mittelachse CL der Auskleidung 12 auf einer Oberseite davon (in einer kreuzenden Richtung auf der Oberseite der im Wickelwinkel +θ herumgewickelten Fasern 16) herumgewickelt werden. Die spiralförmige Schicht (zweite Faserschicht) 17A ist also derart konfiguriert, dass die Fasern 16 in einem vorbestimmten Wickelwinkel +θ und einem vorbestimmten Wickelwinkel -θ in mindestens zwei Lagen um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt sind. Es sollte beachtet werden, dass die Fasern (Bündel) 16 (auf eine sich in der radialen Richtung überlappenden oder aufeinandergeschichteten Weise) zum Beispiel in etwa einigen bis einigen zehn Lagen herumgewickelt werden, auch wenn dies vom Innendruck des geraden Körperabschnitts 12A und der Anzahl an Fasern (Bündeln) 16 und dergleichen abhängt.The spiral winding means that the
Wie oben beschrieben wurde, bedeutet die Geflechtwicklung, dass die Fasern 16 in einer abwechselnd gewebten Weise herumgewickelt werden, wobei die Geflechtwicklung hier bedeutet, dass die Fasern 16 in einem vorbestimmten Wickelwinkel +θ und einem vorbestimmten Wickelwinkel -θ bezüglich der Mittelachse CL der Auskleidung 12 um die gesamte Außenumfangsfläche des Kuppelabschnitts 12B herumgewickelt werden.As described above, braid winding means that the
Die Fasern 16 werden hier also bei der Geflechtwicklung und der spiralförmigen Wicklung beide Male im gleichen Wickelwinkel θ herumgewickelt. Der Wickelwinkel θ kann innerhalb eines Bereichs von θ = 54,7° ± 10° liegen, was Toleranzen einschließt, und insbesondere innerhalb des Bereichs von θ = 54,7° ± 5°, speziell innerhalb des Bereichs von θ = 54,7° ± 1°.Thus, the
Dieser Wickelwinkel θ ist ein Winkel, der sich aus Spannungen (Axialspannung und Umfangsspannung) auf dem geraden Körperabschnitt 12A ergibt, wenn ein vorbestimmter Innendruck wirkt, oder ein Winkel, der sich aus der Tatsache ergibt, dass die Umfangsspannung zweimal so groß wie die Axialspannung ist. Obwohl der genaue Berechnungsvorgang hier weggelassen wird, kann nämlich die Berechnung eines Wickelwinkels θ gemäß Spannungen, die auf der Netting-Theorie beruhen, tan2θ = 2 ergeben, woraus sich θ = 54,7° (Gleichgewichtswinkel) ergibt.This winding angle θ is an angle resulting from stresses (axial stress and hoop stress) on the
Der Kuppelabschnitt 12B unterliegt dabei verglichen mit dem geraden Körperabschnitt 12A einer kleineren Spannung, wenn ein Innendruck wirkt, und er erfordert somit verglichen mit dem geraden Körperabschnitt 12A ein geringeres Verstärkungsniveau. Folglich wird bei dem Kuppelabschnitt 12B als Grundaufbau die Geflechtwicklung (Geflechtschicht 17B) mit großen Faserintervallen, weniger dichten Fasern (geringer Dichte) und einer geringen Festigkeit verglichen mit der spiralförmigen Wicklung (spiralförmigen Schicht 17A) angewandt, während bei dem geraden Körperabschnitt 12A (siehe rechter Halbabschnitt von
Es sollte beachtet werden, dass hier zwar die Beschreibung des genauen Aufbaus weggelassen wird, dass der Wechsel von der Geflechtwicklung (Geflechtschicht 17B) im Kuppelabschnitt 12B zur spiralförmigen Wicklung (spiralförmigen Schicht 17A) im geraden Körperabschnitt 12A und umgekehrt der Wechsel von der spiralförmigen Wicklung (spiralförmigen Schicht 17A) im geraden Körperabschnitt 12A zur Geflechtwicklung (Geflechtschicht 17B) im Kuppelabschnitt 12B in einer Richtung gesehen, die die axiale Richtung entlang der Mittelachse XL der Auskleidung 12 kreuzt, nahe am Grenzabschnitt zwischen dem geraden Körperabschnitt 12A und dem Kuppelabschnitt 12B innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Länge in der axialen Richtung erfolgen.It should be noted that although the detailed structure description is omitted here, the change from the braided winding (braided
Auch wenn dies nicht gezeigt ist, hat außerdem einer der zylindrischen Abschnitte 12C in einem Beispiel in sich einen Dichtungsstopfen eingepasst, während der andere der zylindrischen Abschnitte 12C in sich einen Mundstückstopfen eingepasst hat und auf dem Mundstückstopfen ein Ventil montiert ist.Also, although not shown, in one example, one of the
Wie in
Es sollte beachtet werden, dass, wie in
Neben dem oben beschriebenen Grundaufbau des Kuppelabschnitts 12B durch die Geflechtwicklung (Geflechtschicht 17B) mit großen Faserintervallen, weniger dichten Fasern (geringer Dichte) und einer geringen Festigkeit und des geraden Körperabschnitts 12A durch die spiralförmige Wicklung (spiralförmige Schicht 17A) mit kleinen Faserintervallen, dichten Fasern (hoher Dichte) und hoher Festigkeit (siehe den rechten Halbabschnitt von
Und zwar werden die Fasern 16, wie in
Genauer werden die Fasern 16, nachdem die Fasern 16 in der äußersten Lage der Geflechtschicht 17B auf der Außenumfangsfläche (Außenfläche) des Kuppelabschnitts 12B auf eine abwechselnd gewebte Weise herumgewickelt wurden, (d. h. nach der Geflechtwicklung) von ihr aus kontinuierlich (d. h. ohne von der Geflechtwicklung zur spiralförmigen Wicklung zu wechseln) auf der Oberseite der spiralförmigen Schicht 17A (der spiralförmigen Schicht 17A neben der Geflechtschicht 17B) auf der Außenumfangsseite (Außenfläche) des geraden Körperabschnitts 12A (des Abschnitts 17E in
Mit anderen Worten werden die Fasern 16 in der äußersten Lage der Faserschicht, die die Geflechtschicht 17B auf der Außenumfangsfläche von einem der Kuppelabschnitte 12B der Auskleidung 12, die spiralförmige Schicht 17A auf der Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A und die Geflechtschicht 17B auf der Außenumfangsfläche des anderen der Kuppelabschnitte 12B umfasst, (entlang der gesamten Länge der Auskleidung 12 in der axialen Richtung) in einer abwechselnd gewebten Weise herumgewickelt, um die Geflechtschicht (17B, 17E, 17B) auszubilden. Es sollte beachtet werden, dass die Geflechtschicht 17E, die auf der äußersten Lage der spiralförmigen Schicht 17A auf eine überlappende oder aufgeschichtete Weise ausgebildet werden soll, nur eine Lage oder mehrere Lagen (etwa einige Lagen zum Beispiel) dick sein kann.
Auf der äußersten Lage der spiralförmigen Schicht 17A, die aufgrund kleiner Faserintervalle und dichter Fasern (hoher Dichte) für eine Faserfalschausrichtung anfällig ist, ist auf diese Weise die Geflechtschicht 17A mit großen Faserintervallen und weniger dichten Fasern (geringer Dichte) ausgebildet, die durch abwechselndes Weben der Fasern (kontinuierlich von der Geflechtschicht 17B aus) ausgebildet ist und somit weniger anfällig für eine Faserfalschausrichtung ist. (Mit anderen Worten ist die äußerste Lage der spiralförmigen Schicht 17A, die für eine Faserfalschausrichtung anfällig ist, mit der Geflechtschicht 17E bedeckt, die weniger anfällig für eine Faserfalschausrichtung ist.) Dies kann während des Harzgießens, das später beschrieben wird, eine Falschausrichtung der Fasern 16 verhindern.In this way, on the outermost layer of the
Um den Hochdrucktank 10 auszubilden, wird wie oben beschrieben eine Faserschicht 1, die die Geflechtschicht 17B, die spiralförmige Schicht 17A und der Geflechtschicht 17E umfasst und die durch die Wicklung der Fasern 16 in einer Schichtform um die Auskleidung 12 herum ausgebildet wurde, mit einem unausgehärteten, wärmehärtenden Harz (zum Beispiel einem Gemisch aus einem Epoxidharz und einem Härter; dieses kann in dieser Beschreibung einfach als „Harz“ bezeichnet werden) 18, das Fließvermögen hat, imprägniert und dann erhitzt, um das wärmehärtende Harz aushärten zu lassen.As described above, to form the high-
- Herstellungsverfahren für Hochdrucktank -- Manufacturing process for high-pressure tank -
Beruhend auf den Zeichnungen wird nun ausführlich ein Verfahren zur Herstellung des Hochdrucktanks 10 mit der oben beschriebenen Konfiguration beschrieben.A method of manufacturing the high-
- Faserwickelschritt -- filament winding step -
Der Hochdrucktank 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel wird ausgebildet, indem zunächst die Fasern 16 um die Außenumfangsfläche der Auskleidung 12 herumgewickelt werden. Und zwar werden die Fasern 16, wie in
Nach dem Ende der Geflechtwicklung der Fasern 16 um die Außenumfangsfläche von einem der Kuppelabschnitte 12B werden die Fasern 16 dann spiralförmig um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt, um die spiralförmige Schicht 17A auszubilden (zweiter Schritt). Genauer werden die Fasern 16 nacheinander von dem Endabschnitt nahe an dem einen der Kuppelabschnitte 12B zu dem Endabschnitt nahe an dem anderen der Kuppelabschnitte 12B um den geraden Körperabschnitt 12A herumgewickelt, um die spiralförmige Schicht 17A auszubilden. Es sollte beachtete werden, dass der Wechsel von der Geflechtwicklung in dem Kuppelabschnitt 12B zur spiralförmigen Wicklung in dem geraden Körperabschnitt 12A nahe an dem Grenzabschnitt zwischen dem Kuppelabschnitt 12B und dem geraden Körperabschnitt 12A innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Länge in der axialen Richtung erfolgt, indem die Anordnung der Vielzahl von Spulen 42, 44 der Fertigungsmaschine 40 (
Nach dem Ende der spiralförmigen Wicklung der Fasern 16 um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A werden die Fasern 16 dann auf eine geflochtene Weise um die Außenumfangsfläche des anderen der Kuppelabschnitte 12B herumgewickelt, um die Geflechtschicht 17B auszubilden (dritter Schritt). Genauer werden die Fasern 16 nacheinander auf eine geflochtene Weise von dem Endabschnitt nahe am geraden Körperabschnitt 12A zu dem Endabschnitt gegenüber dem geraden Körperabschnitt 12A um den Kuppelabschnitt 12B herumgewickelt, um die Geflechtschicht 17B auszubilden. Es sollte beachtet werden, dass der Wechsel von der spiralförmigen Wicklung in dem geraden Körperabschnitt 12A zur Geflechtwicklung in dem Kuppelabschnitt 12B ebenfalls nahe an dem Grenzabschnitt zwischen dem geraden Körperabschnitt 12A und dem Kuppelabschnitt 12B innerhalb eines Bereichs einer vorbestimmten Länge in der axialen Richtung durchgeführt werden kann, indem die Anordnung der Vielzahl von Spulen 42, 44 der Fertigungsmaschine 40 (
Es sollte beachtet werden, dass der Wickelwinkel θ der Fasern 16, die um den einen und den anderen der Kuppelabschnitte 12B und den geraden Körperabschnitt 12A herumgewickelt werden, zum Beispiel innerhalb des Bereichs von θ = 54,7° ± 10° liegt.It should be noted that the winding angle θ of the
In dem Ausführungsbeispiel werden die Fasern 16 dann nach dem Ende des Geflechtwicklung der Fasern 16 in der äußersten Lage der Geflechtschicht 17B, ohne den oben beschriebenen Wechsel von der Geflechtwicklung im Kupplungsabschnitt 12B zur spiralförmigen Wicklung im geraden Körperabschnitt 12A durchzuführen, von ihr aus kontinuierlich auf eine geflochtene Weise um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A (genauer die Außenumfangsfläche der spiralförmigen Schicht 17A auf der Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A) herumgewickelt, um die Geflechtschicht 17E auszubilden. Nach dem Ende der Geflechtwicklung der Fasern 16 um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A (genauer der Außenumfangsfläche der spiralförmigen Schicht 17A auf der Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A) werden die Fasern 16 außerdem von ihr aus kontinuierlich (ohne den oben beschriebenen Wechsel vom spiralförmigen Wicklung im geraden Körperabschnitt 12A zur Geflechtwicklung im Kuppelabschnitt 12B durchzuführen) in einer geflochtenen Weise um die Außenumfangsfläche des anderen der Kuppelabschnitte 12B herumgewickelt, um die Geflechtschicht 17B auszubilden.In the embodiment, then, after the braid winding of the
Mit anderen Worten werden die Fasern 16 in der äußersten Lage der Geflechtschicht 17B und dergleichen nacheinander von dem Endabschnitt des einen der Kuppelabschnitte 12B gegenüber dem geraden Körperabschnitt 12A zum Endabschnitt des anderen der Kuppelabschnitte 12B gegenüber dem geraden Körperabschnitt 12A (entlang der gesamten Länge der Auskleidung 12 in der axialen Richtung) auf eine geflochtene Weise herumgewickelt, um die Geflechtschicht (17B, 17E, 17B) auszubilden.In other words, the
Durch die oben beschriebene Wicklung der Fasern 16 wird von der Geflechtschicht 17B auf der äußersten Lage der spiralförmigen Schicht 17A aus kontinuierlich auf eine überlappende (aufgeschichtete) Weise die Geflechtschicht 17E ausgebildet.By winding the
Durch die oben beschriebenen Schritte werden die Fasern 16 (auf eine überlappende oder aufgeschichtete Weise in der radialen Richtung) schließlich zum Beispiel in etwa einige bis einige zehn Lagen herumgewickelt, um einen Vorformling 11 (
- Harzgießschritt (Harzinjektionsschritt) -- Resin Pouring Step (Resin Injection Step) -
Der Vorformling 11 (
Wie in
Außerdem ist in der Form 50 (in der oberen Form 80 in dem dargestellten Beispiel) ein (auch als ein Harzeinspritzanschnitt bezeichnetes) Harzeinspritzrohr 82 eingebettet, das mit einem Harzeinspritzer 81 gekoppelt ist.Also embedded in the mold 50 (in the
Um die Faserschicht 17 (oder die Fasern 16 von ihr) des Vorformlings 11 mit dem wärmehärtenden Harz 18 zu imprägnieren, wird zunächst die Vakuumpumpe 61 in einem Zustand, in dem der Vorformling 11 in der Form 50 (zwischen der unteren Form 60 und der oberen Form 80) mit der obigen Konfiguration platziert ist, die bei einer vorbestimmten Temperatur (einer Temperatur, die größer oder gleich einer Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Harzes 18 ist) gehalten wird, (mit anderen Worten nach Abschluss des Formverschlusses) zum Vakuumentgasen der Form 50 gesteuert (
Nach dem Stopp (oder Abschluss) des oben genannten Vakuumentgasens wird das wärmehärtende Harz 18 in die Form 50 gegossen, indem die Harzeinspritzvorrichtung 81 angetrieben wird (
Folglich dringt das (unausgehärtete) Harz 18, das durch das Harzeinspritzrohr 82 in die Form 50 (den Hohlraum) gegossen (eingespritzt) wird, über die Geflechtschicht 17E (d. h. über die Faserschicht 17) in die spiralförmige Schicht 17A und die Geflechtschicht 17B ein. Da die äußerste Lage des Vorformlings 11 (oder der Faserschicht 17 von ihm) die Geflechtschicht 17E umfasst, die weniger anfällig für eine Faserfalschausrichtung ist, (da mit anderen Worten die äußerste Lage des Vorformlings 11 mit der Geflechtschicht 17E bedeckt ist, die weniger anfällig für eine Faserfalschausrichtung ist) kann zu diesem Zeitpunkt eine Falschausrichtung der Fasern 16 (insbesondere der Fasern 16 der spiralförmigen Schicht 17A in dem geraden Körperabschnitt 12A) während des Gießens (der Imprägnierung) des Harzes 18 unterdrückt werden. Mit den großen Faserintervallen und weniger dichten Fasern (geringer Dichte) verglichen mit der spiralförmigen Schicht 17A (spiralförmigen Wicklung) wird die Geflechtschicht 17E (Geflechtwicklung) außerdem das Gießen (die Imprägnierung) des Harzes 18 in die spiralförmige Schicht 17A auf der Innenseite nicht blockieren.Consequently, the (uncured)
Nachdem die Aufschichtung der Faserschicht 17 vollständig mit dem Harz 18 imprägniert ist, wird das Harzgießen gestoppt und es werden dann das Erhitzen und Aushärten durchgeführt, wodurch auf dem Außenumfang der Auskleidung 12 eine faserverstärkte Harzschicht als eine Verstärkungsschicht ausgebildet wird. Dadurch ist es möglich, den Hochdrucktank 10 mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit zu erzielen, der eine Gewichtsreduzierung und geringe Kosten erreichen kann und der sich auch leicht tragen und handhaben lässt.After the lamination of the
Wenn ein Hochdrucktank für Brennstoffzellenfahrzeuge durch die RTM-Imprägnierungstechnologie hergestellt wird, ist es wie oben beschrieben erforderlich, die Epoxidharzbefüllung und -imprägnierung an dem dickschichtigen, großen Tank (mit dick herumgewickelten Kohlenstofffasern) mit einer hohen Geschwindigkeit und unter hohem Druck durchzuführen. Dieser Prozess kann zu einer Falschausrichtung von Kohlenstofffasern, die um den Vorformling herumgewickelt sind, eine Reduzierung der Faserbreite und dergleichen führen, was zu einer Reduzierung der Produktivität und einer Verschlechterung der Tankleistung führt.As described above, when a high-pressure tank for fuel cell vehicles is manufactured by the RTM impregnation technology, it is necessary to perform epoxy resin filling and impregnation on the thick-layered, large-sized tank (with carbon fibers thickly wound) at a high speed and under high pressure. This process may result in misalignment of carbon fibers wrapped around the preform, reduction in fiber width, and the like, resulting in reduction in productivity and deterioration in tank performance.
In diesem Ausführungsbeispiel weist die äußerste Schicht des Vorformlings, der Faserbündel hat, die durch eine hochdichte, spiralförmige Wicklung mit einem kleinen Spalt zwischen den Kohlenstofffaserbündeln und dergleichen dicht herumgewickelt sind, zur wirksamen Verstärkung eine dünne Faserschicht (Geflechtschicht 17E) auf, die durch Verweben von Faserbündeln durch Geflechtwicklung oder dergleichen ausgebildet ist und somit weniger anfällig für eine Falschausrichtung von Faserbündeln ist und einen großen Spalt zwischen den Faserbündeln hat.In this embodiment, the outermost layer of the preform, which has fiber bundles tightly wound by high-density spiral winding with a small gap between the carbon fiber bundles and the like, has a thin fiber layer (
Da die dünne Schicht der Kohlenstofffasern weniger anfällig für eine Falschausrichtung ist und die Kohlenstofffaserbreite nicht reduziert werden wird, kann das Ausführungsbeispiel eine Leistungsverschlechterung unterdrücken. Da das Ausführungsbeispiel die Geflechtwicklung (Geflechtschicht 17E) einsetzt, die zwischen den Kohlenstofffasern eine große Lücke hat, kann selbst mit solchen Gegenmaßnahmen gegen die Faserfalschausrichtung die Faserfalschausrichtung vermieden werden, ohne die Harzimprägnierungseigenschaften zu beeinträchtigen.Since the thin layer of carbon fibers is less prone to misalignment and the carbon fiber width will not be reduced, the embodiment can suppress performance degradation. Since the embodiment employs the braid winding (
Da das Ausführungsbeispiel eine Kohlenstofffaserfalschausrichtung, eine Reduzierung der Faserbreite und dergleichen während des Epoxidharzgießens verhindern kann, ist es folglich möglich, den Hochdrucktank 10 zu erzielen, der verbesserte Harzimprägnierungseigenschaften, eine verbesserte Tankleistung und eine hervorragende Oberflächenqualität erreichen kann.Consequently, since the embodiment can prevent carbon fiber misalignment, fiber width reduction, and the like during epoxy resin molding, it is possible to obtain the high-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es wie oben beschrieben möglich, eine Falschausrichtung der Fasern 16 und eine Reduzierung der Faserbreite während des Harzgießens zu verhindern, um die Verschlechterung der Festigkeit zu unterdrücken, indem entsprechend den Positionen die Art der Wicklung der Fasern 16 geändert wird.As described above, according to the embodiment, it is possible to prevent misalignment of the
Es sollte beachtet werden, dass, um zum Beispiel sicher eine Faserfalschausrichtung während des Harzgießens zu verhindern, für einen Teil oder sämtliche der Fasern 16 (der Geflechtschicht 17E), die auf eine geflochtene Weise in der äußersten Lage der Faserschicht 17 herumgewickelt werden sollen, wie in
Bei der Wicklung der äußersten Lage mit der Fertigungsmaschine 40 muss in diesem Fall die Vielzahl von Spulen 42, 44 teilweise oder vollständig durch Spulen ersetzt werden, die zur Wicklung der äußersten Lage mit dem Tow-Prepreg 19 beladen sind. Wenn der Vorformling 11, der durch die Wicklung des Tow-Prepregs 19 auf eine geflochtene Weise in der äußersten Lage der Faserschicht 17 ausgebildet wurde, in der Form 50 platziert wird, die bei einer vorbestimmten Temperatur (einer Temperatur von größer oder gleich einer Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Harzes 18) gehalten wird, schmilzt das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 zum Beispiel, falls das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 eine Schmelztemperatur von kleiner oder gleich der Aushärtungstemperatur des wärmehärtenden Harzes 18 hat, wodurch die Fasern des Tow-Prepregs 19 (d. h. die Fasern der Geflechtschicht 17E) auf der Innenseite mit den Fasern 16 der spiralförmigen Schicht 17A verbunden werden und auch die Fasern 16 der spiralförmigen Schicht 17A miteinander verbunden werden. Dies kann noch wirksamer eine Faserfalschausrichtung während des Harzgießens verhindern. Da das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 außerdem in der innersten Lage mit der Auskleidung 12 verbunden wird, ist es möglich, noch wirksamer eine Faserfalschausrichtung zu verhindern.In this case, when winding the outermost layer with the
Da das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 zusammen mit dem wärmehärtenden Harz 18 (d. h. dem Harz, mit dem die Faserschicht 17 imprägniert wird) eine Verstärkungsschicht (faserverstärkte Harzschicht) bildet, sollte darauf geachtet werden, dass das thermoplastische Harz eine hervorragende Kompatibilität mit dem wärmehärtenden Harz 18 und ein hohes Klebevermögen hat. Das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 kann zum Beispiel ein thermoplastisches Epoxidharz sein, das vom gleichen Typ wie das Epoxidharz des wärmehärtenden Harzes 18 ist. Für das thermoplastische Harz des Tow-Prepregs 19 kann also ein Epoxidharz verwendet werden, das sowohl wärmehärtende als auch thermoplastische Eigenschaften (eine Schmelztemperatur von kleiner oder gleich einer Aushärtungstemperatur) hat.Since the thermoplastic resin of the
Wenn also in dem Ausführungsbeispiel durch Multifilamentwickcklung (FW) wie Geflechtwicklung einige zehn Kohlenstofffasern herumgewickelt werden, werden die Kohlenstofffaserspulen teilweise oder vollständig durch Tow-Prepregs (TPP) ersetzt, die ein thermoplastisches Epoxidharz enthalten, das eine hervorragende Kompatibilität mit dem Epoxidharz, mit dem die Faserschicht imprägniert wird, und ein hohes Klebevermögen haben, wobei dann das Wickeln der dünnen äußersten Lage erfolgt. Dies kann eine Faserfalschausrichtung während des Harzgießens verhindern, wenn das RTM-Formen erfolgt.Thus, in the embodiment, when several tens of carbon fibers are wound around by multifilament winding (FW) such as braid winding, the carbon fiber coils are partially or completely replaced with tow prepregs (TPP) containing a thermoplastic epoxy resin having excellent compatibility with the epoxy resin with which the fiber layer is impregnated, and have a high adhesive power, in which case the winding of the thin outermost layer takes place. This can prevent fiber misalignment during resin molding when RTM molding is done.
Da dieses Ausführungsbeispiel auf die gleiche Weise wie das Ausführungsbeispiel, das beruhend auf
Obwohl in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die Geflechtschicht 17E auf eine überlappende Weise auf der gesamten Oberfläche der äußersten Lage der Faserschicht 17 (spiralförmigen Schicht 17A) ausgebildet wird (so dass sie die gesamte Außenumfangsfläche der spiralförmigen Schicht 17A bedeckt), sollte beachtet werden, dass die Geflechtschicht 17A selbstverständlich auf eine überlappende Weise auch auf nur einem Teil der Oberfläche der äußersten Lage der Faserschicht 17 (spiralförmigen Schicht 17A) ausgebildet werden kann.Although in the embodiment described above the
Obwohl die Fasern (durch spiralförmige Wicklung) spiralförmig um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt werden, um eine spiralförmige Schicht auszubilden, können die Fasern außerdem (durch Ringwicklung) in einer Ringform um die Außenumfangsfläche des geraden Körperabschnitts 12A herumgewickelt werden, um eine Ringschicht auszubilden, indem zum Beispiel ein Wickelwinkel θ passend eingestellt wird.Although the fibers are spirally wound (by spiral winding) around the outer peripheral surface of the
Außerdem ist das Material der Auskleidung 12 zum Beispiel nicht auf flüssigkristallines Harz beschränkt. Die Auskleidung 12 kann zum Beispiel aus einem anderen Kunstharz mit Gassperreigenschaft, etwa Polyethylen hoher Dichte, oder einem Leichtmetall, etwa einer Aluminiumlegierung, bestehen. Außerdem ist die Auskleidung 12 nicht auf die Herstellung durch Blasformen beschränkt und kann durch Spritzgießen oder dergleichen hergestellt werden.In addition, the material of the
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zwar ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden, doch ist der spezifische Aufbau nicht darauf beschränkt und es können Gestaltungsänderungen vorgenommen werden, sofern sie unter den durch die Patentansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung fallen.Although the embodiment of the invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific construction is not limited thereto and design changes may be made as long as they fall within the scope of the invention as defined by the claims.
BezugszeichenlisteReference List
- 1010
- Hochdrucktank (Tank)high-pressure tank (tank)
- 1111
- Vorformlingpreform
- 1212
- Auskleidunglining
- 12A12A
- Gerader KörperabschnittStraight body section
- 12B12B
- Kuppelabschnittdome section
- 12C12C
- Zylindrischer AbschnittCylindrical section
- 1616
- Faserfiber
- 1717
- Faserschichtfiber layer
- 17A17A
- Spiralförmige Schichtspiral layer
- 17B17B
- Geflechtschicht (erste Geflechtschicht)braid layer (first braid layer)
- 17E17E
- Geflechtschicht (zweite Geflechtschicht)braid layer (second braid layer)
- 1818
- Wärmehärtendes Harz (Harz)Thermosetting resin (resin)
- 1919
- Tow-Prepregtow prepreg
- 5050
- Formshape
- 6060
- Untere Formlower form
- 8080
- Obere Formupper form
- CLCL
- Mittelachsecentral axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- JP 2020085199 A [0003]JP 2020085199 A [0003]
- JP 2020026817 A [0003, 0018]JP 2020026817 A [0003, 0018]
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-
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