DE1704823C3

DE1704823C3 - Aus aufgewickelten Fasern bestehendes Gefäß

Info

Publication number: DE1704823C3
Application number: DE1704823A
Authority: DE
Inventors: Christian Zuerich Ragettli (Schweiz)
Original assignee: METAL CONTAINERS Ltd LONDON
Current assignee: METAL CONTAINERS Ltd LONDON
Priority date: 1966-04-01
Filing date: 1967-03-31
Publication date: 1979-08-09
Also published as: US3486655A; SE334377B; DE1704823A1; BE696447A; GB1130637A; FR1515759A; NL6704690A; DE1704823B2

Description

Die Erfindung betrifft ein aus aufgewickelten Fasern bestehendes Gefäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Ein derartiges Gefäß ist aus der US-PS 3083 864 bekannt Dieser Behälter weist Längswicklungen auf, deren Kreuzungspunkte aufeinanderliegen und er ist mit Querwicklungen versehen, « welche ohne Kreuzungsstellen schraubenlinienförmig bzw. kreisförmig verlaufen. Die Kreuzungspunkte stellen zwar in bezug auf die Festigkeit des Gefäßes wichtige Verbindungsstellen dar (die im bekannten Falle bei den Querwicklungen fehlen) jedoch ergeben sicli w durch die übereinanderliegenden Kreuzungsstellen unerwünschte Verdickungen der Behälterwandung, was wiederum bedingt, daß zur Erreichung einer gleichen Wandstärke Stellen mit einer hohen Volumenrate des Imprägnierungsmittels (zwischen den Kreuzungspunk- « ten) mit Stellen niedriger Imprägnierungsrate (an den Kreuzungspunkten) aufeinander folgen, wodurch sich unvermeidbar unterschiedliche Festigkeitsverhältnisse in der Behälterwandung ergeben, was insbesondere bei Druckgefäßen nachteilig ist. <*

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein aus aufgewickelten Fasern bestehendes Gefäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung derart zu verbessern, daß bei relativ dünnen Wandstärken eine weitgehende Homogenisierung von Verstärkungsfasern ⁶^ und Imprägniermittel erreicht wird, wodurch die Festigkeit der Wand des Gefäßes an allen Stellen im wesentlichen gleich ist.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Durch die Versetzung der Kreuzungspunkte wird erreicht, daß diese durch die Kreuzungspunkte gebildeten Verstärkungsstellen etwa gleichmäßig über die gesamte Wandfläche verteilt werden, so daß mit weniger Schichten als bisher möglich die gleiche Druckfestigkeit erreicht wird.

Die Wicklungen können dabei einfach dadurch hergestellt werden, daß man den Wickelkern gleichzeitig um die Längsachse als auch um die Querachse rotieren läßt und es entstehend dann je nach dem Verhältnis zwischen den Drehzahlen um die beiden Achsen Wicklungen, welche aus schraubenlinienförmigen Teilen zusammengesetzt sind und immer in sich zurückkehren, wobei benachbarte Schichten jeweils im wesentlichen in Längsrichtung verlaufende bzw. in Querrichtung verlaufende Fasern aufweisen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 und 3.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung veranschaulicht, die verschiedene Schichten mit in Längsrichtung bzw. in Querrichtung verlaufenden Faserwindungen zeigt, die abwechselnd aufeinandergebracht werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 b*w. 2 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht (Ansicht in Richtung der Behälterachse) einer Schicht bestehend aus Längswindungen I;

Fig.3 bzw. 4 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht einer Schicht bestehend aus Querwindungen II;

Fig.5 bzw. 6 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht einer Schicht bestehend aus Längswindungen III;

Fig.7 bzw. 8 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht einer Schicht bestehend aus Querwindungen IV;

Fig.9 bzw. 10 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht einer Schicht bestehend aus Längswindungen V;

Fig. 11 bzw. 12 eine Grundrißansicht bzw. eine Aufrißansicht einer Schicht bestehend aus Querwindungen VI.

In der Zeichnung ist eine Windung durch eine einzelne Linie dargestellt Tatsächlich werden jedoch Bänder gewickelt, die aus mehreren Fasersträhnen bestehen.

In sämtlichen Figuren der Zeichnung ist nur eine Windung einer Schicht dargestellt. Wenn die Schicht gewickelt wird, wird die Zahl von Umläufen der Welle, die den Kern trägt, so in Abhängigkeit von der Zahl von Umdrehungen des Wicklungsarmes, der die Fasern trägt, gewählt (oder in Abhängigkeit von der Längsbewegung des Schlittens, der die Fasern trägt), daß eine »Steigung« entsprechend der Breite des Bandes der Fasern in Betracht gezogen wird, so daß in jeder vollen Lage die Bänder dicht aneinander und alle an der gleichen Stelle liegen.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Lage aus im wesentlichen in Längsrichtung verlaufenden Windungen I, die asymmetrisch oder exzentrisch in bezug auf den Meridian X des Gefäßes verlaufen. Die Windung besitzt einen Kreuzungspunkt 11 an einem der Pole und läßt den anderen Pol frei, wo eine öffnung 12 ausgebildet wird. Diese Öffnung 12 erlaubt es, den Kern, auf dem die Fäden aufgewickelt werden, aus dem Gefäß

zu entfernen, nachdem der Wickelvorgang vollendet ist Zu diesem Zweck kann der Kern zusammenfaltbar oder aufblasbar sein.

Andere Kxeuziingspunkte sind mit 13 bzw. 14 gekennzeichnet und sie liegen in der Nähe vier öffnung 12 bzw. etwa in der Hälfte zwischen der Öffnung 12 und dem Meridian X

Der eine Umkehrpunkt 15 der Wicklung liegt in der Nähe des einen Pols und der andere Umkehrpunkt fällt mit dem Kreuzungspunkt 11 an dem anderen Pol lü zusammen.

EMe in den Fig.3 und 4 gekennzeichnete Schicht besteht aus querverlaufenden Windungen II, die zwei Kreuzungspunkte 23 und 24 aufweisen, die symmetrisch in bezug auf den Meridian X liegen und große '"' öffnungen 22 an den beiden Polen freilassen.

Das Bezugszeichen 25 kennzeichnet die Umkehrpunkte.

Die Fig.5 und 6 zeigen wiederum eine Schicht, bestehend aus einer im wesentlichen längsvcrlaufenden Windung III mit Kreuzungspunkten 31, 33, 34 und 36. Diese Schicht mit Windungen der Type III unterscheidet sich von der Schicht mit Windungen der Type I gemäß Fig. 1 und 2 dadurch, daß die Windungen der Type III symmetrisch in bezug auf den Meridian X sind 2 > und eine öffnung 32 an beiden Polen freilassen.

Die Umkehrpunkte der Windungen IH sind mit 35 gekennzeichnet

Die F i g. 7 und 8 zeigen eine Schicht von querverlaufenden Windungen der Type IV, die nur einen 3u Kreuzungspunkt 41 auf dem Meridian X besitzen. Die Umkehrpunkte sind mit 45 gekennzeichnet und die Windungen lassen zwei große öffnungen 42 an den Polen frei.

Die F i g. 9 und 10 zeigen eine Schicht von Windungen der Type V. Sie haben fünf Kreuzungspunkte, nämlich einen 51 auf dem Meridian X und je zwei 53 bzw. 54 zwischen den Polen und dem Meridian. Die Umkehrpunkte sind mit 55 gekennzeichnet und die Windungen lassen öffnungen 52 rund um die Pole frei.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Schicht von Windungen der Type VI, die den Windungen der Type IV gemäß F i g. 7 und 8 in hohem Maße ähnlich sind. Sie haben ebenfalls einen Kreuzungspunkt 61, der jedoch nicht auf dem Meridian X liegt, sondern in einem "> gewissen Abstand von diesem. Dies ist die Folge einer bezüglich des Meridians asymmetrischen Wicklung. Infolgedessen liegen die Umkehrpunkte 65 asymmetrisch in bezug auf den Meridian X und es werden zwei öffnungen 62 unterschiedlicher Größen rings um die so Pole freigelassen.

Die Wandung des Gefäßes besteht aus einer Mehrzahl von Schichten von im wesentlichen längs verlaufenden Faserwicklungen, z. B. von Windungen der Type I oder III gemäß Fi g. 1, 2 oder 5 und 6, die mit mehreren Schichten quer verlaufender Windungen abwechseln, die in einem spitzen Winkel zu den Längswindungen geführt sind. Diese Querwindungen sind z. B. Windungen der Type II oder der Type IV oder der Type VI gemäß F i g. 3 und 4 bzw. 7, 8 bzw. 11,12. Die Windungen der Type V gemäß F i g. 9 und 10 bilden eine Art Obergang zwischen den Längs- und Querwindungen und es kann jeweils auf eine solche Schicht eine Schicht von Längswindungen folgen odsr/und diesen vorausgehen oder diese Übergangswicklung kann benachbart zu den Querwicklungen verlaufen.

Die Folge der Schichten von Windungen ist so gewählt, daß die Kreuzungspunkte in jeder Lage versetzt zu den Kreuzungspunkten der folgenden Schicht sind. So kann einer Wicklung von der Type I eine Schicht mit Windungen der Type II folgen, aber auch alternativ eine Schicht von Windungen der Type IV, V oder VL Es sollte ihr jedoch nicht eine Schicht von Windungen der Type III folgen, daß die Kreuzungspunkte 13,14 dann auf die Kreuzungspunkte 33 bzw. 34 ausgerichtet wären oder ganz in der Nähe derselben lägen.

Demgemäß sollte niemals eine Schicht mit Windungen der Type IV einer Schicht von Windungen der Type V benachbart sein, da diese beiden Windungstypen Kreuzungspunkte besitzen, die auf dem Meridian liegen. Jedoch kann eine Schicht von Windungen der Type VI einer Schicht von Windungen der Type V folgen und auch einer Schicht von Windungen der Type IV, da dies eine asymmetrische Wicklung ist

Natürlich sollten niemals zwei Schichten mit der gleichen Type von Windungen aufeinander folgen.

Vorzugsweise ist die Folge der Schichten so gewählt, daß die Umkehrpunkte jeder Schicht versetzt zu den Kreuzungspunkten der folgenden Schicht liegen. Dies ist ein weiterer Grund dafür, weshalb eine Schicht von Windungen der Type III nicht benachbart zu einer Schicht mit Windungen der Type I angeordnet werden sollte, da die Umkehrpunkte 35 mit den Kreuzungspunkten 13 zusammenfallen könnten. Die Reihenfolge, bei der eine Schicht von Windungen der Type III einer Schicht von Windungen der Type V vorangeht oder nachfolgt, ist vorzugsweise ebenfalls zu vermeiden, da die Umkehrpunkte 55 der Windungen der Type V dann mit den Kreuzungspunkten 33 der Windungen der Type III zusammenfallen könnten oder dicht benachbart zueinander liegen könnten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung befinden sich die Umkehrpunkte 15 oder 25 oder 35 oder 45 oder 55 oder 65 jeder Wicklungsschicht versetzt zu Umkehrpunkten der folgenden Schicht Daher sollten Schichten mit Wicklungen der Type I und III nicht aufeinanderfolgen und vorzugsweise sollte eine Schicht mit Windungen der Type V nicht einer Schicht mit Windungen der Type I oder III vorausgehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Aus aufgewickelten Fasern bestehendes Gefäß mit einer in Gestalt eines Umdrehungskörpers ausgebildeten Wandung, die aus einer Mehrzahl von Schichten besteht, die abwechselnd Fadenwicklungen aufweisen, deren Vorzugsrichtung wechselnd in Längsrichtung oder in Querrichtung des Gefäßes verlaufen, wobei die Wicklungen miteinander spitze Winkel einschließen und die Längswicklungen ι ο schraubenlinienförmige Teile aufweisen, die sich durch Umkehren in mindestens zwei Umkehrpunkten unter Bildung mindestens eines Kreuzungspunktes zu in sich geschlossenen Bahnen ergänzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorzugs- ' weise in Querrichtung des Gefäßes verlaufenden Wicklungen (II; IV; VI) ähnlich ausgebildet sind wie die Längswicklungen (I; III; V) und ebenfalls schraubenlinienförmige Teile mit mindestens zwei Umkehrpunkten (25, 45, 65) und einem Kreuzungspunkt (23, 24; 41; 61) aufweisen und daß die Schichten und Windungen derart angeordnet sind, daß die Kreuzungspunkte (11,13,14; 31,33,34,36; 51,53,54) jeder Schicht versetzt zu den Kreuzungspunkten (23,24; 41; 61) der folgenden Schicht liegen. 2s

2. Gefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrpunkte (15, ti; 35; 55) jeder Schicht (I; HI; V) versetzt zu den Kreuzungspunkten (23, 24; 41; 61) der folgenden Schicht (II; IV; VI) liegen.

3. Gefäß nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrpunkte (15,11; 35; 55) jeder Schicht (I; III; V) versetzt zu den Umkehrpunkten (25; 45; 65) der folgenden Schicht (II; IV; VII) liegen.