DE1950108C - Hohlkörper aus faserverstärktem Kunstharz mit durch Verstarkungsnnge verbundenen zylindrischen Segmenten und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Hohlkörper aus faserverstärktem Kunstharz, mit durch Verstärkungsringe verbundenen zylindrischen Segmenten, der im Kreuzwickelverfahren mit einem Wickelwinkel zwischen 45 und 70° auf einem rotierenden Dorn hergestellt ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Hohlkörpers, wobei mit Kunstharz getränkte Verstärkungsfasern im Kreuzwickelverfahren auf einem rotierenden Dom aufgewickelt, das Kunstharz gehärtet und danach der Hohlkörper vom Dom abgezogen wird. Dabei ergibt sich der Wickelwinkel aus dem Verhältnis der Domumfangsgeschwindigkeit zur Fahrgeschwindigkeit des Faser-Faden-Führers, gemessen gegen die Domachse.

Derartige, vorwiegend zylindrische Hohlkörper können, an beiden Enden beispielsweise mit Verschlußdeckeln versehen, als Lagerbehälter für Flüssigkeiten oder Schüttgut dienen. Zwecks Gewichtsund Materialersparnis wird die Dicke der zylindrischen Behälterwand in der Regel möglichst niedrig gehalten; zur Erzielung ausreichender Beulfestigkeit kann man dann eine Anzahl von Verstärkungsringen vorsehen, die mit dem Zylindermantel verbunden sind. Solche Verstärkungsringe sind bisher entweder während oder nach der Fertigstellung des Zylindermantels mit Hilfe gesonderter Bewegungsabläufe der Wickelvorrichtung mit dem Zylindermantel verbunden worden. Das hat den Nachteil, daß man in der Regel zwei unterschiedliche Vorachtungseinstellungen benötigt Außerdem wird sich bei einer Verbindung der Verstärkungsringe mit dem Zylindermantel nach Fertigstellung desselben die wirksame Haftbzw Scherfläche nur auf die Umfangsfläche beschränken, die der geringen Breite der Verstärkungsringe entspricht.

Man kann auch nur mit einem einzigen Bewegungsablauf des Fadenführers entsprechend der deutschen Offenlegungsschrift 1 504 853 auskommen und dabei den Wickelwinkel beliebig, beispielsweise zu etwa 60°, bestimmen. Zur Bildung des Verstärkungsringes muß dann der "adenführer fallweise entsprechend angehalten werden, d. h. praktisch ohne Wikkelwinkel und damit nahezu auf der Stelle stehend den Faden führen. Die sich so bildende Verstärkungsrippe wird man vornehmlich am Anfang oder Ende des Zylindermantel-Segments entstehen lassen. Danach wickelt man bei dem bekannten Verfahren ein oder mehrere weitere, zueinander benachbarte Segmente, welche mit ihren Anfängen jeweils juf dem Ende, also der Verstärkungsrippe des Vorsegments aufliegen und dabei eine Kröpfung bilden. Durch diese wird zwar eine gewisse Halterung zwischen benachbarten Segmenten in axialer Richtung erreicht, jedoch nur einlagig, d. h. nur eine einzige Lage des neuen Segments liegt auf einer einzigen Lage des vorher gewickelten Segments. Die durch den großen Wickeiwinkel an sich innerhalb jedes Segments vorhandene axiale Festigkeit geht damit in! Verbund der Segmente verloren.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe Iv ■ steht darin, einen Hohlkörper anzugeben, dessen einzelne Segmente einen hochfesten Verbund bilden. Fernerhin soll ein Verfahren aufgezeigt werden, mit welchem ein derartiger Hohlkörper hergestellt werden kann, wobei dessen Verstärkungsringe in beliebiger Anzahl und unterschiedlicher Querschnittsform in einem einzigen Arbeitsgang und nur einer Vorrichtungseinstellung gemeinsam mit dem Hohlkörper — und dabei eindeutig reproduzierbar — gefertigt werden.

Die Anordnung nach der Erfindung besteht darin, daß bei dem eingangs genannten Hohlkörper die mittels mehrerer Fadenführungsvorrichtungen gleichzeitig geführten Wickelfäden benachbarter Segmente sich an ihren Fadenumkehrpunkten wechselweise überlappen.

Das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung eines derartigen Hohlkörpers aus faserverstärktem Kunstharz, wobei mit Kunstharz getränkte Verstärkungsfasem im Kreuzwickelverfahren auf einen rotierenden Dom aufgewickelt, das Kunstharz gehärtet und danach der Hohlkörper vom Dom abgezogen wird, besteht nun darin, daß mehrere Segmente gleichzeitig und sich an ihren Randbereichen überlappend gewickelt werden.

Nach der deutschen Offenlegungsschrift 1 937 973 ist zwar schon ein gleichzeitiges Wickeln benachbarter Segmente vorgeschlagen worden, wobei der jeweils letzte Gang des ersten Segments auf dem ersten Gang des benachbarten zweiten Segments aufsetzt; dabei bilden jedoch nur diese Randgänge einen Verbund, wobei sie sich allerdings nicht einmal kreuzen bzw. verschlingen. Außerdem ist bei diesem bekannten Verfahren am Überlappungspunkt jeweils die ankommende Schlinge zweimal gewickelt, d. h. einmal

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auf der Nachbarlage aufliegend und einemal zusatz- körpers 3 im ^Aus™^j." _ato eine Translationsbe-Bch auf sich selbst Die Folge ist nun, daß ein Ver- hin- und herbewegt werden, ais ^ ^ ^^ bund zwischen benachbarten Segmenten nur über wegOTg ^^rf^^jgi°™ _w§bxend sich der Wickeljede zweite Lage erfolgen kann. ^^^ftorStewelßne Kombination bei-

Bei der vorliegenden Erfindung sitzt jede Schlinge 5 dorn 2 tnmriatonsÄbgW ^j^ ₂ ^ bzw. Doppelschlinge auf der Nachbarschlinge, wo- derjB^X^S^yorrichtungen 13 bis 17 durch sich eine bessere Verzahnung ergibt; außerdem ^tf^taäf^laai E^tS^SsbOs möglich. Unter der erfolgt diese Verzahnung kreuzw ' ζ und nicht nur ab auch umgekehrt Bt «»«Τ? ^^^ _der paraUel, wodurch dielxiale Komponente der Ver- Translationsbewegung ist dabei eme «ew^gung er Lndwirkung erhöht bzw. wesentliciTverbessert wird. » FaderJü^gsvo^chnmge^^ "p^jIW »r

Die so gleichzeitig gewickelten Abschnitte erhalten also eine Verzahnung dadurch, daß bei jedem Über- _

lauf der Fadenführungsvorrichtung während des Die mit den

Wickelvorganges eine Überlappung benachbarter Strecken sind u

WickeUagen erfolgen kann. Es wird damit eine gün- 15 dargestellt, weil aic «»^r^rr- ^ Das Verstigere Spannungfverteüung - Krafteinleitung - Wickelkörpers 3 mcht mehr sichtbar^d. ms Ver und bessere Homogenität der verstärkten Wandteüe fahren erlaubt die ^^^Jctoni^Bebenfalh erzielt Ferner kaJn ^ Quercchnittsform der ver- laufes aller JA-JfJg°™J St ffvSSÜ stärkten Wandteüe der zu erwartenden BehäJterbela- koUektiv, wodurch die.B^ oder Lageae stung angepaßt werfen, was nach einer WeiterbU- *> kungsnnge 4, 5, 6, 7 ^pelie°¹fJ¹"^" dung der Erfindung durch Variieren der Vcnvcüzei ke'.vorganges geändert werden Kann ^^ _k ten bei der Bewegiingsumkehr der Fadenführungs- Die Hin- und Herbewegungen der gehörten Ko

vorrichtung möglich ist Dagegen sind die nach dim ving-Stränge 8 bis 12 ^^^^^Z 4 bekannten sowifnach dem vorgeschlagenen Verfah- maß der gewünschten Breite der VerstarkunRsnnge 4 ren gefertigten zylindrischen Mantel im Bereich der a₅ bis 7. so daß in diesen Bereichen αϊ auf Abscheren beanspruchten Überlappungen weni- bzw Jic WickeUagen zumm dest^m ger widerstandsfähig, da die wirksamen Scherflächen aufgelegt werden; d«» «οβπ*««¹¹ im wesentlichen ledigüch der Breite der Überlap- Roving-Stränge bzw. Wicmi? pungsf lachen entsprechen. Außerfem werden ge- mit eine Art Verzah nung.^ts' _ , fährUche örtliche Spannungen erzeugt, sobald Biege- 30 daß einzelne Überlaufe etwa doppelt so , momente auftreten. Darüber hinaus ist auch die die Länge eines Abschnittes, jojiai^ Dichtheit insbesondere bei unter Druck stehender pungszonen etwa der 1

Flüssigkeitsfüllung von Behältern mit der-artigen Ver- spiechen und weitere _entetPh<.n riarrir

Stärkungen leichter verletzlich als bei den nach der den in der Zeichnung^darg^teUten ego. Dan» vorliegenden Erfindung ausgebUdeten. 35 wird die Verzahnung benachbarter Abschnitte wet ,

Die Erfindung wird an Hand eines Beispieles, wie verstärkt. „«;hmn«vnrrirhtiin

in der Zeichnung dargestellt, nachfolgend näher er- Durch Verzögerung der Fadenführungsvornchtun-

läutert. Dabei werden auch vorteilhaft! Weiterbildun- gen 13 bis 17 bei jeder oder bei ^^JJ»S£h" gen derselben beschrieben. wegungen lassen sich außerdem die ^un™iedh^ch-

Die Zeichnung zeigt im oberen TeU in schemati- 40 sten Querschmttsgestaltungen der Ve«tarkungsscher Darstelluni das Schnittbild eines zylindrischen ringe 4, 5, 6, 7 erzeugen Zu ^ώε?⁶^^_Γ™" Hohlkörpers, der nahezu fertig gewickelt ist; der un- die Fadenführungsvomchtungen in bekannter We,se tere TeU eine Ansicht des fertig gewickelten Zylin- numerisch gesteuert werden. _.„... _FaH._n

ders mit Verstärkungsringen. Durch den gleichzeitigenl Erosa*, ssehrsac, Faden

Die Wicklung erfolgt z.B. auf einem um eine 45 führunpvorrichtungen wird ^somt ^ ™ ™'" AchseJ rotierenden Wickeldorn 2. Der Wickelkör- bdtungsgeschwindigteit bei verhaltosmaßig gennper 3 stellt einen zylindrischen Hohlkörper mit Ver- gern technischem Aufwand erreicht. 1Esesters chü_lch Stärkungsringen 4, 5, 6, 7 dar. Es werden beim Wik- daß statt eines zylindrischen ^Hohlk°^ ,^¹. ^ kein zu gleicher Zeit mehrere Roving-Stränge 8 bis solcher mit rechteckigem oder potygonformisem 12 über ebenso viele Fadenführungsvomchtungen 13 50 Querschnitt auf die gleiche Weis= hergestellt werden bis 17 geleitet, die während der Rotation des Wickel- kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hohlköiper aus faserverstärktem Kunstharz mit durch Verstärkungsringe verbundenen zylindrischen Segmenten, der im Kreuzwickelverfahren mit einem Wickelwinkel zwischen 45 und 70° auf einem rotierenden Dorn hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels mehrerer Fadenführungsvorrichtiingen (13 bis 17) gleichzeitig geführten Wickelfäden (8 bis 12) benachbarter Segmente sich an ihren Fadenumkehrpunkten wechselweise überlappen.

2. Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus faserverstärktem Kunstharz nach An-Spruch 1, wobei mit Kunstharz getränkte Verstärkungsfasern im Kreuzwickelverfahren auf einen rotierenden Dorn aufgewickelt, das Kunstharz gehärtet und danach der Hohlkörper vom Dorn abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß rnehrere Segmente gleichzeitig und sich an ihren Randbereichen überlappend gewickelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern der einzelnen Segmente miteinander gleichförmig auf den Dorn gewickelt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfasern der einzelnen Segmente jeweils für sich gleichförmig auf den Dorn gewickelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Bewegungsumkehr der Verstäirkungsfasern in den Randbereichen der Segmente auftretenden Verweilzeiten variiert werden.