DK155180B - Fremgangsmaade ved formning af et tilspidsende, traadviklet emne - Google Patents

Fremgangsmaade ved formning af et tilspidsende, traadviklet emne Download PDF

Info

Publication number
DK155180B
DK155180B DK452282A DK452282A DK155180B DK 155180 B DK155180 B DK 155180B DK 452282 A DK452282 A DK 452282A DK 452282 A DK452282 A DK 452282A DK 155180 B DK155180 B DK 155180B
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
mold
station
winding
fiber belt
wound
Prior art date
Application number
DK452282A
Other languages
English (en)
Other versions
DK155180C (da
DK452282A (da
Inventor
Warren Hill Pinter
David Harvey Blaney
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of DK452282A publication Critical patent/DK452282A/da
Publication of DK155180B publication Critical patent/DK155180B/da
Application granted granted Critical
Publication of DK155180C publication Critical patent/DK155180C/da

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H81/00Methods, apparatus, or devices for covering or wrapping cores by winding webs, tapes, or filamentary material, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82Cores or mandrels
    • B29C53/821Mandrels especially adapted for winding and joining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/583Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features
    • B29C53/585Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features the cross-section varying along their axis, e.g. tapered, with ribs, or threads, with socket-ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/60Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B29C53/62Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • B29C53/66Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis with axially movable winding feed member, e.g. lathe type winding
    • B29C53/665Coordinating the movements of the winding feed member and the mandrel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/20Geometry three-dimensional
    • F05B2250/29Geometry three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05B2250/292Geometry three-dimensional machined; miscellaneous tapered
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2936Wound or wrapped core or coating [i.e., spiral or helical]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973Particular cross section
    • Y10T428/2975Tubular or cellular

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Toys (AREA)

Description

DK 155180 B
FREMGANGSMÅDE VED FORMNING AF ET TILSPIDSENDE, TRÅDVIKLET EMNE
Nærværende opfindelse vedrører en fremgangsmåde ved form-5 ning af et tilspidsende, trådviklet emne ved at vikle et bånd af naboplacerede fibre omkring en form med en længdegående viklingsakse.
I moderne fremstillingsmetoder til fremstilling af emner 10 med stor styrke benyttes ofte vikleteknik. Sådanne teknikker omfatter vikling af fibre med stor styrke, som er indlejrede i en matrice af bindemateriale, idet fibermaterialet vikles omkring en form eller dorn med en facon, der i hovedsagen svarer til den ønskede form på det færdige em-15 ne, og påfølgende afhærdning af matricematerialet. Ved fremstilling af et emne med langstrakt form, som for eksempel et bæreplan, ved hjælp af sådan trådviklingsteknik kan formen og fibrene forskydes hen og tilbage relativt i forhold til hinanden langs formens længde- eller viklings-20 akse, efterhånden som fibrene vikles omkring formen. På den måde frembringes flere løb af fibermateriale, og fibrene i hvert løb er vinkelmæssigt forskudt i forhold til formens længde- eller viklingsakse og i forhold til fibrene i naboplacerede løb. For at kunne få en kontinuerlig 25 hen- og tilbagebevægelse af fibrene langs formen, når fibrene vikles på denne, anvendes der vendeskiver eller vikleringe ved formens ender eller ved det segment af formen, som vikles, idet hinanden overlejrede endeviklinger i de forskellige lag frembringes ved at vikle fibrene over kan-30 terne og tværs over en ydre flade på viklingsringen, mens den længdegående forskydningsbevægelse mellem fibrene og formen ændrer retning.
Hvor emnet, der vikles, har langstrakt, tilspidsende form, 35 som det er tilfældet med moderne vindmøllevinger, vil en kontinuerlig vikling af fibre omkring formen under opretholdelse af gensidig hen- og tilbagegående bevægelser mel- 2
DK 155180 B
lem fibrene og formen, således som det er kendt af fagfolk, resultere i en tykkere opbygning af materiale i formens smallere ende end i enden med det større tværsnit. Dette er ofte uønsket. For eksempel kræves det, hvor det 5 viklede emne er en vindmøllevinge, for at minimere spændinger i vingen forårsaget af centrifugalkraft, at den smallere bladtip fremstilles tyndere end den bredere vingerod.
10 Ifølge tidligere kendt teknik er det praksis, når man skal vikle et emne således, at en smallere tipdel får tyndere materialelag end en bredere roddel, at vikle emnet med mange afstumpede, kontinuerlige fiberlag. Dette vil sige for eksempel et første fuldstændigt lag anbringes ved vik-15 ling af fibermateriale på formen over praktisk taget hele dennes længde, men kun dækkende en del af denne, idet det udækkede første lag udgør den smallere tipdel af det emne, som fremstilles. Herefter vikles et tredie kontinuerligt lag over en del af formen således, at dele af det første 20 og det andet løb forbliver fritliggende.
Det er klart, at en sådan fremgangsmåde til vikling af et tilspidsende emne med aftagende tykkelse fra den bredere mod den smallere ende resulterer i et emne med et tværsnit 25 eller tykkelsesprofil af aftrappet eller trinformet facon.
Med kendt vikleteknik svarer højden af hvert trin til det antal tykkelser af fibermaterialet, som kræves til at forme et helt, kontinuerligt lag.
30
Skønt en sådan fremgangsmåde gør det muligt for producenten at give et emne en (ønsket) tykkelsesprofil, der med grov tilnærmelse svarer til det optimale, er det ønskværdigt at råde over en fremgangsmåde, hvormed en ønsket tyk-35 kelsesprofil kan reproduceres mere nøjagtigt.
En anden fremgangsmåde til vikling af et emne under omhyg- 3
DK 155180 B
gelig styring af den tilspidsende tykkelsesprofil er at anvende tyndere fibermateriale (rovings) i vikleprocessen. Imidlertid vil kravet om at håndtere sådanne rovings i væsentlig grad reducere effektiviteten i fremstillingsfrem-5 gangsmåden ved vikling ved at forøge antallet af lag og dermed øge den nødvendige viklingstid.
Det er derfor formålet med nærværende opfindelse at tilvejebringe en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af et 10 trådviklet emne, hvori en ønsket tykkelsesprofil kan reproduceres mere nøjagtigt, end det er muligt med tidligere kendte trådviklingsteknikker.
Dette formål opnås ved en fremgangsmåde af den indled-15 ningsvist angivne art, hvilken fremgangsmåde ifølge opfindelsen er særegen ved følgende trin: a) fastlæggelse af en første, en anden og en tredie, indbyrdes i viklingsaksens længderetning adskilte stationer 20 på formen, så den anden station er beliggende mellem den første og den tredie station, idet formens omkreds ved den første station er større end ved den tredie station, b) kontinuerlig vikling af fiberbåndet omkring formen 25 mellem den første og den tredie station, indtil hele formens omkreds ved den anden station er dækket med et lag af fibermaterialet i ønsket lagtykkelse, mens dele af formens omkreds ved den første station forbliver udækket af fibermaterialet, og 30 c) kontinuerlig vikling af fiberbåndet omkring formen mellem den første og den anden station, indtil formens hele omkreds ved den første station er dækket med et lag af fibermaterialet i ønsket lagtykkelse.
Der fås herved et trådviklet emne med tilspidsende tykkelsesprofil ved vikling af hinanden overliggende fiberlag i 35
DK 155180 B
4 en aftrappet eller trinformet tykKelsesprofil, hvori de dele af de viklede lag, som er dækket af efterfølgende lag, inkluderer ukomplette eller diskontinuerlige dele af de tidligere lag, således at delene af de lag, som ikke 5 dækkes af overliggende viklingslag, hver har en minimumtykkelse til opnåelse af større nøjagtighed i tilnærmelsen til en ønsket, forud fastsat tykkelsesprofil.
Fremgangsmåden kan udøves ved vikling af flere lag, der 10 hver formes af et antal løb, som krydser over hinanden i en indbyrdes vinkelorientering eller, alternativt, ved vikling af flere lag, der hver er opbyggede af flere, parallelt viklede løb.
15 Opfindelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er en perspektivisk tegning af et emne, som fremstilles efter fremgangsmåden ifølge nærvæ-20 rende opfindelse, fig. 2 er en delprojektion af et emne, som formes ved trådvikling ifølge nærværende opfindelse, 25 fig. 3 er et snit langs linien 3-3 i fig. 2, fig. 4 er et snit langs linien 4-4 i fig. 2, fig. 5 er et snit langs linien 5-5 i fig. 2, 30 fig. 6 er en delprojektion af emnet vist i fig. 2 efter yderligere trådviklingstrin ifølge nærværende opfindelses fremgangsmåde, 35 fig. 7 er et snit langs linien 7-7 i fig. 6, fig. 8 er et snit langs linien 8-8 i fig. 6, 5
DK 155180 B
fig. 9 er et fragmentarisk, større snit gennem linien 9-9 i fig. 6, 5 fig. 10 er et fragmentarisk snit af et emne fremstillet efter nærværende opfindelses fremgangsmåde, og fig. 11 er en fragmentarisk projektion af et emne fremstillet ifølge en alternativ udformning af nær-10 værende opfindelses fremgangsmåde.
Med henvisning til fig. 1 vises et tilspidsende, langstrakt emne, der fremstilles ved trådviklingsfremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse. I dette tilfælde er som 15 eksempel emnet en tilspidsende, aerodynamisk vinge af den art, som benyttes som vinge i store vindmøller. Fremgangsmåden udøves på en viklemaskine 10, der omfatter en roter-bar aksel 13, hvorpå der er monteret en form 16 således, at formen kan rotere med akslen omkring en længde- eller 20 viklingsakse gennem formen. Viklingsmaskinen 10 omfatter også en vogn eller et viklehoved 19, der kan bevæge sig i hele viklemaskinens længde ved hen- og tilbagegående, retlinet bevægelse langs sporene 22. Viklehovedet 19 kan fødes med flere, kontinuerlige fibre eller rovings 25, som 25 for eksempel glasfibre eller lignende fibre fra en egnet kilde for dette materiale (som ikke er vist), hvilken kilde kan belægge disse rovings med et egnet bindermateriale som epoxy eller anden passende substans således, at fibrene kollektivt er anbragt i en matrice af binder på en må-30 de, som er kendt i faget. Fibrene kan påføres formen i et bånd, der omfatter et enkelt eller flere hinanden overliggende lag af naboplacerede rovings i enkelstreng eller i bundter.
35 Bæreplanprofilet, som formes efter denne fremgangsmåde, omfatter flere viklede lag af fibermateriale. Som vist ligger viklingerne i et løb, som vikles på formen, i vin- i ί
DK 155180 B I
6 ! i )
kelposition i forhold til de viklinger, som tilhører det I
fiberløb, der umiddelbart forud blev viklet på formen. Det | er klart, at en sådan vinkelorientering af viklingerne ! fremkommer ved den langsgående bevægelse af viklehovedet i 5 forhold til formen, idet viklehovedets hastighed i forhold i j til formens rotationshastighed fastlægger viklingernes vinke1orientering.
Ved påvikling af det første løb (første løb af viklinger 10 langs formens længde) fastgøres ender af de fibre, som er behandlede med bindermateriale, til formens højre side, og formen drejes omkring sin længdeakse, mens viklehovedet bevæger sig langs formens længde fra højre mod venstre.
Når viklehovedet nærmer sig en vendeskive eller sømring 15 30, lægger den en endevikling 32 af fibermaterialet på formen. Når viklehovedet passerer formens ende, gribes fibrene af et eller flere søm, som rager ud fra endeskivens kant. Efter at have passeret vendeskiven, vender viklehovedet bevægelsesretning, således at der vikles fibre hen 20 over vendeskivens ydre overflade. Herefter gribes fibrene af et antal søm, som ikke er anbragt samme sted som de, hvorpå fibrene først blev grebet. Når viklehovedet fortsætter denne bevægelse, bevæger det sig langs formen fra venstre mod højre, idet det starter med at påvikle en en-25 devikling 37, som krydser ind over endeviklingen 32. Fortsat bevægelse af viklehovedet 19 langs formen 16, mens formen roterer på akslen, frembringer et andet løb af indbyrdes adskilte viklinger af fibermateriale.
30 Den hen- og tilbagegående, relative bevægelse mellem form og viklehoved gentages, idet der pålægges forskellige hinanden overlejrede løb af indbyrdes adskilte rovingviklin-ger, idet hvert løb er vinkelorienteret i forhold til det umiddelbart foregående løb.
Det er således klart, at et tredie løb pålægges efter, at formen er passeret fra venstre til højre af viklehovedet 35 7
DK 155180 B
19 og efter vending af viklehovedets bevægelsesretning.
Det er også klart, at viklingerne i det tredie løb vil være i hovedsagen parallelle med viklingerne i det første løb, men skærende ind over det andet løbs viklinger. På 5 denne måde vikles viklinger i hvert løb parallelt med viklinger i tidligere løb, som er påført under viklehovedets passage langs formen i samme bevægelsesretning.
Fremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse kan også udø-10 ves ved at udføre hen- og tilbagegående, relative rotationsbevægelser mellem formen og det ikke påviklede bånd (viklehoved) således, at hver ændring i bevægelsesretning for viklehovedets langsgående bevægelse i forhold til formen langs med viklingsaksen er ledsaget af vending i for-15 mens rotationsretning.
På denne måde vil, når viklehovedet når yderstillingen i sin langsgående bevægelse og der vender retning, formen vende sin rotationsretning for akslen 13, og derfor vil 20 alle viklingerne, som vikles på formen 16, i hovedsagen være parallelle og således eliminere gensidige skæringer af viklingerne.
Som anført ovenfor er, når et tilspidsende emne som et 25 tilspidsende aerodynamisk profil er viklet af hinanden o-verliggende, hele lag af fibermateriale, tykkelsen af det viklede materiale omvendt proportionalt med formens perimeter. Når viklingsvinklen holdes konstant, kan dette forhold udtrykkes almindeligt ved ligningen: 30
Pi tj. = p2 t2 hvor px er profilperimeteren eller omkredsen ved station 1, p2 er profilperimeteren eller omkredsen ved station 2, 35 er den gennemsnitlige tykkelse af det viklede materiale ved station 1, og t2 er den gennemsnitlige tykkelse af det viklede materiale ved station 2. Det ses følgelig, at for
DK 155180 B
8 et tilspidsende emne som en vindmøllevinge, vil tipdelen som følge af dette forhold være betydeligt tykkere end vingens roddel. Sædvanligvis er, fordi tipdelen er mindre belastet end roddelen, det modsatte forhold ønskværdigt.
5 Det vil sige, at det sædvanligvis er et ønske at udføre tipdelen med betydeligt tyndere godstykkelse end roddelene. Med tidligere kendt trådviklingsteknik kan dette opnås ved at vikle et færre antal fuldstændige lag ved tipdelen end ved rod- og midtdele. For eksempel kan et første fuld-10 stændigt lag vikles langs hele formens længde, og et andet fuldstændigt lag kan vikles fra roden til en station på formen, idet området uden for denne station kun behøver et lag materiale. Herefter kan et tredie fuldstændigt lag vikles på det andet lag fra roden til en station på laget, 15 ud over hvilken kun de to første lag er nødvendige. På denne måde kan man frembringe en aftrappet eller trinformet opbygning. Selvfølgelig er den nøjagtighed, hvormed denne trinformede eller trappeformede tykkelsesprofil tilnærmer en overalt jævn kurve, som svarer til den ønskede 20 form, begrænset af tykkelsen på de viklede lag. For en tilspidsende struktur som en vindmøllevinge beskrevet o-venfor og som illustreret med ovennævnte afhængighed mellem tykkelse og perimeter, ses det, at fiberlagene, som vikles på formen, kan være mange gange tykkere ved tipde-25 len, end dette er ønskeligt, men forårsaget af forskellen i formens omkreds ved roddelen, respektivt ved tipdelen. Ligeledes, fordi man ifølge tidligere kendte fremgangsmåder for vikling anvender flere, hinanden overliggende lag med aftagende længde for at forme en aftrappet tilnærmelse 30 af den ønskede tykkelsesprofil, svarer trinhøjderne til tykkelsen af et fuldstændigt fiberlag, og sådanne trin repræsenterer ofte kun en meget grov tilnærmelse til en kontinuerlig tykkelsesprofil, som ønskes i overensstemmelse med det analytiske design af emnet.
Ved hjælp af nærværende opfindelse reduceres trinhøjden i væsentlig grad, og trådviklingsemnet er ejendommeligt ved 35 9
DK 155180 B
en tykkelsesprofil, som bedre er tilnærmet til den tilstræbte tykkelsesprofil end den tilnærmelse, man kan nå ved tidligere kendte viklingsteknikker. Ifølge denne opfindelse formes et antal hinanden overliggende "partielle" 5 lag, og sådanne partielle lag omfatter sammenhængende dele over mindre formperimetre og diskontinuerte dele ved større formperimetre, som derefter dækkes af andre, partielle lag. På denne måde reduceres højden på de viklede trin, som tilnærmer det fremstillede emne til den ønskede tyk-10 kelsesprofil, fysisk fra de trinhøjder, som fremkommer ved fuldstændige trådviklingslag, og en forbedret tilnærmelse til en jævn ønsket tykkelsesprofil kan nås.
Med henvisning til fig. 2-5 defineres der til praktisering 15 af nærværende opfindelse en første 50, en anden 55 og en tredie 60 station på formen, idet den anden station 55 er placeret mellem den første og den tredie station. Omkredsen på formen ved den første station 50 er større end omkredsen ved den tredie station 60. I det viste eksempel i 20 fig. 2-5 antages det af illustrative årsager, at omkredsen ved station 50 er to gange omkredsen ved station 55 og fire gange omkredsen ved station 60.
Når stationerne er definerede, vikles fibermaterialet kon-25 tinuerligt omkring formen ved hjælp af en af de ovenfor beskrevne fremgangsmåder med henvisning til fig. 1. I fig.
2-5 bevæger viklehovedet og fiberbåndet, der bæres af dette, i tilbagegående længderetning samtidigt med rotationsretningsændring for formen således, at hinanden efterføl-30 gende løb eller slag af fiberviklinger er orienterede parallelt med hinanden. Fiberbåndet, som har en passende bredde og tykkelse, vikles kontinuerligt omkring formen mellem den første og tredie station, indtil hele formens omkreds ved den anden station er dækket med et lag fiber-35 materiale med ønsket tykkelse, mens dele af formens omkreds i området ved den første station forbliver udækkede med materiale. Dette danner et af de "partielle" lag be- 10
DK 155180 B
skrevet ovenfor.
I fig. 2-5 ligger ifølge ovenstående formel, og fordi omkredsen eller perimeteren ved station 60 er den halve af 5 omkredsen ved station 55, hvor omkredsen dækkes af en kontinuerlig aflejring med en enkel tykkelse af fiberbånd, viklingerne ved station 60 ovenpå hverandre i en sådan udstrækning, at der ved station 60 er opviklet en dobbelttykkelse af fiberbånd. Da omkredsen ved station 60 imid-10 lertid er dobbelt så stor som ved 55, og omkredsen ved station 55 netop er dækket materiale, er station 50 kun omtrent halvt dækket.
Med henvisning til fig. 6-9 vikles fiberbåndet derefter 15 mellem stationerne 50 og 55, indtil formens omkreds ved den første station er fuldstændigt dækket med fibermateriale. Således er formen ved station 50, som det bedst ses i fig. 7, efter færdiggørelsen af dette trin, fuldstændigt dækket af et enkelt lag af bånd, mens formen ved station 20 55 er dækket med en dobbelttykkelse af fiberbånd.
Det ses så, at når formen er viklet ifølge nærværende opfindelses fremgangsmåde, er alle formens stationer fuldstændigt dækkede, idet formen dog ved station 60 kun er 25 dækket med et dobbeltbånd materialetykkelse.
Ifølge tidligere kendte fremgangsmåder, hvor kun hele lag kunne vikles, før overligende lag blev viklet mellem stationerne 50 og 55, ville minimaltykkelsen ved station 60 30 være fire båndtykkelser, fordi omkredsen ved station 60 er en fjerdedel af omkredsen ved station 50.
Det ses således, at når hele emnet er formet ved trådvikling ifølge nærværende opfindelses fremgangsmåde, er høj-35 den af trinene, som skal tilnærme den ønskede tykkelsesprofil, betydeligt mindre end trinene ifølge tidligere kendte teknikker således, at en ønsket tykkelsesprofil kan 11
DK 155180 B
tilnærmes meget bedre, end hvad der hidtil har været muligt.
I eksemplet, som er illustreret i fig. 2-9, ses det, at 5 det første sådanne trin kun har en dobbelt båndtykkelse, mens det er vist, at benyttelse af tidligere kendte teknikker for vikling af overliggende, hele, kontinuerlige lag medfører, at det første trin ville blive på fire båndtykkelser.
10
Med henvisning til fig. 10 vises den forbedrede tilnærmelse til en ønsket tykkelsesprofil, som kan nås med fremgangsmåden ifølge nærværende opfindelse.
15 I fig. 10 illustreres en profil af tipdelen af en trådviklet, aerodynamisk vinge. Trinene 75-100 repræsenterer de partielle lag, som dannes ifølge nærværende opfindelses fremgangsmåde. Det vil sige, den fritliggende del af hvert trin repræsenterer en samlet (sammenhængende) fordeling af 20 viklet fiber med den del af hvert trin, som dækkes af et overliggende lag, som beskrevet ovenfor, omfatter åbne eller ikke-komplette arealer af disse. Linie 125 angiver en ønsket tykkelsesprofil fremkommet ved for eksempel en analytisk tykkelsesprofil. Linie 115 angiver profilen på en-25 den af en viklet vindmøllevinge, således som denne ville fremstå med rovings af ensartet tykkelse og viklet efter tidligere kendt teknik.
Det ses tydeligt, at med sådan tidligere kendt teknik, 30 hvor hele, kontinuerlige lag vikles, er tiptykkelsen betydeligt større end tykkelsen længere inde. Det ses således, at med sådan tidligere kendt teknik, vil tykkelsesprofilen ved tippen ikke engang groft tilnærme sig den tilstræbte profil. Imidlertid ses det, at nærværende opfindelses 35 fremgangsmåde med vikling af partielle lag, det vil sige lag med diskontinuiteter på de steder, hvor lagene dækkes af efterfølgende lag, muliggør trinstørrelser, som er me- 12
DK 155180 B
get mindre end hidtil kendt, og fagfolk inden for området vil erkende, at sådanne mindre trinstørrelser muliggør meget bedre tilnærmelser til den tilstræbte profil. Yderligere reducerer de mindre trinstørrelser antallet og stør-5 reiser på hulheder, som frembringes, og således forbedres styrken i det viklede emne.
Skønt nærværende opfindelse er blevet beskrevet med trådviklingsteknik, ifølge hvilken alle løb eller slag vikles 10 på formen i i hovedsagen parallel orientering, er det indlysende for fagfolk inden for området, at denne metode er lige så godt egnet for krydstypeviklingsteknik, hvori hvert løb eller viklet slag er vinkelorienteret i forhold til naboløbene, således at der opnås en "kurvevævnings"på-15 lægning af fiberbåndet. Fig. 11 viser en sådan båndfordeling. Som beskrevet ovenfor frembringes denne båndkonfiguration, når viklehovedet bevæger sig hen og tilbage i længderetningen i forhold til formen, mens formens rotationsretning forbliver konstant.
20 I fig. 11 vises stationerne 50, 55 60, hvor formen ved station 50 har åbne arealer eller diskontinuiteter mellem båndene. Ved station 55 har båndene en dobbelttykkelse, mens fibertykkelsen ved station 60 svarer til fire bånd-25 tykkelser. De åbne områder og overligende eller krydsende bånd ved station 50 udgør, hvad der svarer til et enkelt båndtykkelseslag, og der forekommer dobbelt båndtykkelse ved station 55 og firedobbelt båndtykkelse ved station 60. Dette stemmer overens med forholdet for viklet fibertyk-30 kelse og formomkreds beskrevet ovenfor. Fagfolk inden for området vil erkende, at fordelene med reduceret trinstørrelse til præcis tilnærmelse til de ønskede tykkelsesprofiler opnås med denne krydsningsviklemetode, ligesom det blev opnået med den ovenfor beskrevne, parallelle båndvik-35 1ingsmetode.

Claims (6)

1. Fremgangsmåde ved formning af et tilspidsende, trådviklet emne ved at vikle et bånd af naboplacerede fibre om- 5 kring en form med en længdegående viklingsakse, kendetegnet ved følgende trin: a) fastlæggelse af en første, en anden og en tredie, indbyrdes i viklingsaksens længderetning adskilte stationer 10 (50, 55, 60) på formen (16), så den anden station (55) er beliggende mellem den første (50) og den tredie (60) station, idet formens (16) omkreds ved den første station (50) er større end ved den tredie station (60), 15 b) kontinuerlig vikling af fiberbåndet (25) omkring formen (16) mellem den første og den tredie station (50, 60), indtil hele formens (16) omkreds ved den anden station (55) er dækket med et lag af fibermaterialet i ønsket lagtykkelse, mens dele af formens (16) omkreds ved den første 20 station (50) forbliver udækket af fibermaterialet, og c) kontinuerlig vikling af fiberbåndet (25) omkring formen (16) mellem den første og den anden station (50, 55), indtil formens (16) hele omkreds ved den første station 25 (50) er dækket med et lag af fibermaterialet i ønsket lag tykkelse.
2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at der udføres en relativ hen- og tilbagegående bevæ- 30 gelse mellem fiberbåndet (25) og formen (16) langs vinkelaksen, mens fiberbåndet (25) vikles på formen mellem den første og den tredie station (50, 60) og mellem den første og den anden station (50, 55).
3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at viklingen af fiberbåndet (25) omkring formen (16) udføres ved fastgørelse af fiberbåndet (25) til formen DK 155180 B (16), og at der frembringes hen- og tilbagegående, relativ rotation af formen (16) i forhold til fiberbåndet (25), så hver ændring i relativ forskydningsretning mellem fiberbåndet (25) og formen (16) langs viklingsaksen ledsages af 5 en vending af den relative rotationsbevægelse mellem fiberbåndet (25) og formen (16), så der opretholdes en ensartet vinkelorientering af fibermaterialet på formen (16).
4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet 10 ved, at den ønskede tykkelse af fibermaterialet ved den anden station (55) fastlægges til at være tykkelsen af et enkelt lag af fiberbåndet (25).
5. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet 15 ved, at der opretholdes en ensartet, relativ rotationsretning for den relative rotationsbevægelse mellem formen (16) og fiberbåndet (25), så nævnte hen- og tilbagegående, relative bevægelse mellem fiberbåndet (25) og formen (16) langs viklingsaksen vikler successive løb af fiberbåndet 20 på formen (16) på en sådan måde, at disse successive båndløb har indbyrdes forskellige viklingsvinkler.
6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet ved, at de udækkede dele af formens (16) omkreds ved den 25 første station (50) er friområder mellem parallelle viklinger af fiberbåndet (25) i hvert andet viklingsløb.
DK452282A 1981-12-28 1982-10-13 Fremgangsmaade ved formning af et tilspidsende, traadviklet emne DK155180C (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/334,609 US4381960A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Method of manufacturing a filament wound article
US33460981 1981-12-28

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DK452282A DK452282A (da) 1983-06-29
DK155180B true DK155180B (da) 1989-02-27
DK155180C DK155180C (da) 1989-07-10

Family

ID=23307986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK452282A DK155180C (da) 1981-12-28 1982-10-13 Fremgangsmaade ved formning af et tilspidsende, traadviklet emne

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4381960A (da)
JP (1) JPS58114920A (da)
KR (1) KR890000614B1 (da)
AU (1) AU547286B2 (da)
BR (1) BR8206174A (da)
CA (1) CA1176148A (da)
DE (1) DE3239803A1 (da)
DK (1) DK155180C (da)
ES (1) ES8400716A1 (da)
FI (1) FI823656L (da)
FR (1) FR2518980B1 (da)
GB (1) GB2112739B (da)
IL (1) IL67114A (da)
IT (1) IT1155417B (da)
NL (1) NL187898C (da)
NO (1) NO161363C (da)
SE (1) SE447642B (da)
ZA (1) ZA827461B (da)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3211417C2 (de) * 1982-03-27 1986-12-18 Uranit GmbH, 5170 Jülich Vorrichtung zum Herstellen von Kreuzwicklungsschichten für faserverstärkte, rotationssymmetrische Wickelkörper
US4469730A (en) * 1982-12-30 1984-09-04 The Boeing Company Composite base structure and end fitting joint and method
FR2568511A1 (fr) * 1984-08-06 1986-02-07 Braille Yves Procede continu d'enroulements helicoidaux croises, d'une nappe en ruban, pour realiser des profiles a parois minces, en materiaux composites
GB2168111B (en) * 1984-12-08 1988-05-18 Rolls Royce Rotor aerofoil blade containment
US4690850A (en) * 1986-06-06 1987-09-01 K-2 Corporation Fiber reinforced braided ski core and method and apparatus for making same
WO1989009336A1 (en) * 1988-03-23 1989-10-05 George Jeronimidis Improvements in or relating to structures containing anisotropic material
US4886202A (en) * 1988-11-07 1989-12-12 Westinghouse Electric Corp. Method of making metal matrix monotape ribbon and composite components of irregular shape
US4997503A (en) * 1989-07-19 1991-03-05 Phillips Petroleum Company Filament winding apparatus and method
DE4005772A1 (de) * 1990-02-23 1991-09-05 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Stabfoermiger koerper und verfahren zu dessen herstellung
US5145320A (en) * 1990-08-28 1992-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mass loaded composite rotor for vibro-acoustic application
JP3054623B2 (ja) * 1991-06-05 2000-06-19 株式会社シマノ 竿材及びその製造方法
US5375324A (en) * 1993-07-12 1994-12-27 Flowind Corporation Vertical axis wind turbine with pultruded blades
US5492579A (en) * 1994-02-09 1996-02-20 Shakespeare Company Method for making composite utility pole
US5692351A (en) * 1995-03-20 1997-12-02 William S. Morrison, III Column support system with neck piece for supporting overhead loads
US5555696A (en) * 1995-03-20 1996-09-17 William S. Morrison, III Filament wound architectural column
SE511108C2 (sv) * 1997-12-16 1999-08-09 Eng Tex Ab Metod att bilda förformar vid tillverkning av fiberkompositer
ES2194479T5 (es) 1998-07-03 2014-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Procedimiento para fabricar estructuras compuestas cerradas y aparato de moldeo a utilizar con dicho procedimiento
US6367225B1 (en) * 1999-07-26 2002-04-09 Wasatch Technologies Corporation Filament wound structural columns for light poles
US20030186038A1 (en) * 1999-11-18 2003-10-02 Ashton Larry J. Multi orientation composite material impregnated with non-liquid resin
KR100397030B1 (ko) * 2001-04-03 2003-09-03 (주)코에지 풍력발전기의 로터 블레이드 및 그 성형방법
US7490964B2 (en) 2002-10-09 2009-02-17 Genlyte Thomas Group Llc Modular pole system for a light fixture
DE102004058331C5 (de) * 2003-12-05 2017-03-23 Ernst Klütsch Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes sowie Verwendung einer derartigen Umlenkvorrichtung
ES2249182B1 (es) * 2004-09-14 2007-05-01 Gamesa Eolica S.A. Viga estructural de la pala de un aerogenerador eolico y proceso de fabricacion de la misma.
US7153090B2 (en) * 2004-12-17 2006-12-26 General Electric Company System and method for passive load attenuation in a wind turbine
US7363751B2 (en) * 2005-09-06 2008-04-29 Shakespeare Composite Structures, Llc Wound-in tenon/wound-in tenon collar for attachment of luminaire
DE102006011513A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Einlaufkonus aus einem Faserverbundwerkstoff für ein Gasturbinentriebwerk und Verfahren zu dessen Herstellung
US20090196756A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 General Electric Company Wind turbine blades and method for forming same
ATE516947T1 (de) * 2008-05-05 2011-08-15 Siemens Ag Verfahren zur herstellung von windturbinenschaufeln mit verbundwerkstoffen
US8123463B2 (en) * 2008-07-31 2012-02-28 General Electric Company Method and system for manufacturing a blade
US8061666B1 (en) 2008-08-05 2011-11-22 Philips Electronics Ltd Adapter assembly for pole luminaire
EP2425960B1 (en) * 2009-04-28 2017-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Filament winding device and filament winding method
DE102010005986B4 (de) * 2009-07-29 2017-10-19 East 4D- Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von kegel- und kegelstumpfförmigen Hohlkörpern und demgemäße Erzeugnisse
WO2011025520A1 (en) 2009-08-24 2011-03-03 UC Solutions, LLC Modular composite utility pole
EP2354104A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354106A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354105A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
PL2361752T3 (pl) * 2010-02-24 2015-12-31 Klaus Schultes Włóknisty komponent kompozytowy i sposób jego wytwarzania
US9499432B2 (en) 2012-04-18 2016-11-22 3B-Fibreglass Sprl Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
US20140119937A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 General Electric Company Wind turbine rotor blade with fabric skin and associated method for assembly
US20150368861A1 (en) * 2013-02-07 2015-12-24 Lm Wp Patent Holding A/S Limp, Elongate Element with Glass Staple Fibres
US10099434B2 (en) * 2014-09-16 2018-10-16 General Electric Company Composite airfoil structures
DE102015117437A1 (de) * 2015-10-14 2017-04-20 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlagen-Rotorblatt und Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes
KR101952653B1 (ko) * 2017-12-13 2019-02-27 우림이엔지 주식회사 원통의 원주방향 테이핑 장치
RU180305U1 (ru) * 2018-02-26 2018-06-08 Александр Федорович Чабак Волокнистая заготовка для изготовления конструктивных элементов изделий
US11400624B2 (en) * 2018-09-24 2022-08-02 Raytheon Technologies Corporation Constant cross section mandrel for CMC components
US20200309307A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Cherne Industries Incorporated Pneumatic Plug System And Method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429758A (en) * 1966-01-24 1969-02-25 Edwin C Young Method of making filament wound structural columns
FR1529729A (fr) * 1967-04-25 1968-06-21 R D T Soc Pour L Etude Tube en fibres de verre et résine synthétique, procédé et machine pour sa fabrication
GB1288566A (da) * 1969-04-02 1972-09-13
US3673028A (en) * 1969-10-01 1972-06-27 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber container and method of construction
US4089727A (en) * 1976-09-07 1978-05-16 Shakespeare Company Apparatus for making fiber reinforced plastic members
US4081220A (en) * 1976-12-17 1978-03-28 United Technologies Corporation Semi-spar wound blade
US4273601A (en) * 1977-10-31 1981-06-16 Structural Composites Industries, Inc. Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4247258A (en) * 1978-11-13 1981-01-27 United Technologies Corporation Composite wind turbine blade

Also Published As

Publication number Publication date
FI823656A0 (fi) 1982-10-26
KR840001923A (ko) 1984-06-07
AU547286B2 (en) 1985-10-10
KR890000614B1 (ko) 1989-03-22
US4381960A (en) 1983-05-03
IL67114A0 (en) 1983-02-23
AU8973382A (en) 1983-07-07
NL187898C (nl) 1992-02-17
FR2518980A1 (fr) 1983-07-01
GB2112739B (en) 1985-02-20
SE447642B (sv) 1986-12-01
NO161363B (no) 1989-05-02
IT8223989A0 (it) 1982-10-29
DK155180C (da) 1989-07-10
IL67114A (en) 1990-07-26
IT1155417B (it) 1987-01-28
ES516875A0 (es) 1983-11-16
SE8206093D0 (sv) 1982-10-27
BR8206174A (pt) 1983-09-20
NO161363C (no) 1989-08-09
JPH0242057B2 (da) 1990-09-20
ZA827461B (en) 1983-08-31
JPS58114920A (ja) 1983-07-08
NL8204193A (nl) 1983-07-18
FI823656L (fi) 1983-06-29
SE8206093L (sv) 1983-06-29
CA1176148A (en) 1984-10-16
NL187898B (nl) 1991-09-16
DK452282A (da) 1983-06-29
ES8400716A1 (es) 1983-11-16
DE3239803A1 (de) 1983-07-07
GB2112739A (en) 1983-07-27
DE3239803C2 (da) 1988-11-17
FR2518980B1 (fr) 1985-12-20
NO823569L (no) 1983-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK155180B (da) Fremgangsmaade ved formning af et tilspidsende, traadviklet emne
US4529139A (en) Method of manufacturing a filament wound article
US4730876A (en) Apparatus for manufacturing a brush seal
US4401495A (en) Method of winding composite panels
JPH0238502B2 (da)
US4526566A (en) Conical bobbin and method of forming same
JPS58114919A (ja) フイラメントワインデイングによる物品の製造方法
US4459171A (en) Mandrel for forming a composite panel of varied thickness
JPS59142123A (ja) 補強された無端の歯付ベルトを製作する方法並びに装置
JPH07164542A (ja) ファイバ強化樹脂製部品の製造装置およびその方法
WO1991014480A1 (en) Method for manufacturing a golf-club shaft of a fibre material and golf-club shaft made of a fibre material
US3886016A (en) Method and apparatus for making a reinforced wall
SU1100111A1 (ru) Способ изготовлени слоистых изделий из композиционных материалов
US1982448A (en) Manufacture of tennis rackets and the like
RU1029522C (ru) Оправка для изготовления изделий из композиционных материалов
SU1451043A1 (ru) Оправка дл изготовлени изделий из композиционных материалов
CA1080593A (en) Method and apparatus for the production of wound cylindrical bodies of resin-impregnated glass fiber with a sandwich core
JPS612538A (ja) 釣竿の製造法
SU1692650A1 (ru) Способ изготовлени желоба
SU654434A1 (ru) Устройство дл формировани оболочек переменного сечени
JPH09299525A (ja) ゴルフクラブシャフト及びその製造方法
JPS61163515A (ja) 扇形導体の如きセグメント素線を撚合わせる方法および装置
CA2241202A1 (en) Method of manufacturing a fiber-reinforced well screen
JPH04357019A (ja) 管状体及びその製造方法