EP2790887A1 - Wickelverfahren zum herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen hohlkörperformlings, vorrichtung und verfahren zur herstellung einer vorrichtung zum herstellen des selben - Google Patents

Wickelverfahren zum herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen hohlkörperformlings, vorrichtung und verfahren zur herstellung einer vorrichtung zum herstellen des selben

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Publication number
EP2790887A1
EP2790887A1 EP12809189.9A EP12809189A EP2790887A1 EP 2790887 A1 EP2790887 A1 EP 2790887A1 EP 12809189 A EP12809189 A EP 12809189A EP 2790887 A1 EP2790887 A1 EP 2790887A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
hollow body
winding
outer diameter
body molding
winding core
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12809189.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Seufert
Ingo Bork
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2790887A1 publication Critical patent/EP2790887A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D23/00—Producing tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B29C53/821—Mandrels especially adapted for winding and joining
    • B29C53/824—Mandrels especially adapted for winding and joining collapsible, e.g. elastic or inflatable; with removable parts, e.g. for regular shaped, straight tubular articles
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    • B29C33/50—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles with means for collapsing or disassembling elastic or flexible
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    • B29C53/60—Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles

Definitions

  • Winding method for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding apparatus for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding and method for producing a device for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding
  • the invention relates to a winding method for producing a rotationally symmetrical tubular Hohlkorperformlings, an apparatus for producing a rotationally symmetrical tubular Hohlkorperformlings and to a method for producing a device for producing a rotationally symmetrical tubular hollow body molding, wherein impregnated with a resin reinforcing fibers in a winding operation a rotatably driven winding core are wound whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the HohlSystem- lings and wherein after a subsequent hardening of the hollow body molding by means of heat supply of the hollow body molding is withdrawn from the winding core.
  • an inner diameter of the hollow body molding automatically sets after curing of the hollow body molding. This is directly influenced by the curing temperature, the laminate structure of the hollow body molding, the thermal expansion of the winding core, fiber and matrix material, matrix shrinkage and so on. As a result, an inner diameter of the hollow body molding can not be produced or is very difficult to produce within close tolerances (for example H6).
  • a special adaptation of the winding core may have to be carried out after every change, e.g. in the laminate construction, fiber and matrix material or curing cycle.
  • the object of the invention is therefore a winding method for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding, an apparatus for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding and a method for producing a device for producing a rotationally symmetrical tubular hollow body molding, by means of which hollow bodies can be produced in a simple manner, which can be produced reproducibly with an inner diameter with high tolerance accuracy.
  • This object is achieved in a winding method for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding, wherein impregnated with a resin reinforcing fibers are wound in a winding operation on a rotatably driven winding core whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the hollow body molding and wherein after a subsequent hardening of the hollow body molding by means of heat supply of the hollow body molding is deducted from the winding core, thereby achieved that the outer diameter of the winding core for winding and / or curing of the hollow body molding has a the inner diameter of the hollow body molding corresponding outer diameter which is reduced to remove the hollow body molding of the winding core to a smaller outer diameter.
  • This process makes demolding after curing easy and reliable.
  • the winding core has the smaller outer diameter for the winding process and is increased to harden to the outer diameter corresponding to the inner diameter of the hollow body molding to be produced, then according to Winding process and before hardening the reinforcing fibers stretched and thus introduced a favorable residual stress for a subsequent internal pressure load of the HohlSystem- lings. If the outer diameter corresponding to the inner diameter of the hollow body molding to be produced is regulated to a specific outer diameter during the process, then for example the thermal expansion of the in particular metallic winding core during the heat application during hardening can be taken into account.
  • Expander force curve to increase the outer diameter of the winding core done which corresponds to the curing temperature.
  • the inner diameter of the hollow body molding can be set exactly, wherein this is slightly larger than the expected thermal expansion of the winding core.
  • the resulting gap is usually larger than in a conventional
  • a container or a hydraulic accumulator or a hydraulic cylinder or a pipe is produced by the winding process, these components receive a low weight at high load capacity. They can therefore be used advantageously in mobile hydraulics, as storage for vehicles with hydraulic drive and for hydraulic hybrid vehicles.
  • the object is achieved in that the winding core in the area to be wrapped by the reinforcing fibers is formed as a tube-like hollow body with an elastically deformable wall, the interior of which is filled with a hydraulic fluid and by applying a certain pressure in its outer diameter from a smaller outer PH trimmesser to an inner diameter of the hollow body molding corresponding outer diameter corresponding expandable.
  • the outer diameter of the winding core despite its thermal expansion during the heat treatment during curing can be kept constant and thus a high tolerance of the inner diameter of the hollow body molding can be reproduced.
  • the winding core can have a feed line which leads from the outside to the interior of the tubular hollow body and via which the interior of the tubular hollow body can be pressurized, the feed line preferably extending coaxially through the winding core.
  • the winding core has two winding pegs arranged coaxially with one another at a distance, the spacing between the winding pegs being enclosed by a winding tube forming the region to be wrapped around is, with its axial ends firmly and tightly connected to the mutually facing axial ends of the winding pins and whose interior forms the filled with hydraulic fluid interior.
  • the winding core may also have a one-piece winding pin, which is enclosed by a winding tube forming the region to be wrapped with a radial distance, wherein the annular space formed by the radial distance between the winding pin and the winding tube forms the interior filled with hydraulic fluid.
  • the winding tube has a larger outer diameter than the axially adjoining areas of the winding pin or.
  • the object is for a method for producing a device for producing a rotationally symmetrical, tubular hollow body molding, with a rotatably drivable winding core, impregnated on the central region with resin impregnated reinforcing fibers in a winding process to a hollow body molding and in its to be wrapped by the reinforcing fibers area as tubular hollow body is formed with an elastically deformable wall, the interior of which is filled with a hydraulic fluid and expandable by applying a certain pressure in its outer diameter of a smaller outer diameter to an outer diameter corresponding to the inner diameter of the hollow body molding produced, achieved in that the interior of the hollow body is subjected to a certain pressure and thereby the outer diameter of the region to be wrapped around the tubular hollow body by elastic deformation of its ela deformable wall is extended from a smaller outer diameter than the inner diameter of the hollow body molding to be produced
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a winding core in longitudinal section with a schematic representation of a pressure supply device
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a winding core in longitudinal section.
  • the winding cores 1, 1 'shown in the figures are part of a winding device for carrying out a winding process for the production of hollow body moldings as fiber composite components.
  • resin impregnated with a particular resin resin reinforcing fibers are wound on the about an axis of rotation 8 rotatably driven winding core.
  • the winding core 1 shown in FIG. 1 has two coaxial winding pins 2, 2 'arranged at a distance 3 from one another. At the radially peripheral lateral surfaces of the mutually facing end portions of the winding pins 2, 2 'are open to the mutually facing free ends open radially circumferential grooves 4, 4'.
  • a winding tube 5 belonging to the winding core 1 is bridged into the grooves 4, 4 'so as to be tightly inserted in the grooves 4, 4, wherein the outer diameter of the winding tube is larger than the outer diameter of the winding pins 2, 2'.
  • a feed line 9 leading to the inner space 7 is coaxially formed in the winding pin 2.
  • a pressure supply device 10 has a hydraulic pump 1 1, which sucks hydraulic fluid from a container 12 and via an electrically operable 2/2-way valve 13, a hydraulic quick coupling 15 with check valve 14 and a hydraulic rotary feedthrough 16 leads to the outwardly opening end of the supply line 9 and connected to this.
  • an electrical pressure relief valve 17 is connected.
  • the interior space 7 acting hydraulic pressure which may be, for example, in the order of 200 bar, when it is switched by the 2/2-way valve 13 is applied by the hydraulic pump 1 1 and adjusted by the pressure relief valve 17.
  • the pressure limiting valve 17 and thus the pressure acting on the interior 7 can either be a pressure characteristic which is stored in an electronic unit, not shown, and which corresponds to the curing temperature, drive through or it can be used directly as a reference variable of the control by the pressure relief valve 7, the curing temperature.
  • the hydraulic quick coupling 15 serves to disconnect the winding core 1 possibly also under internal pressure from the pressure supply.
  • the winding core V illustrated in FIG. 2 has a rotationally symmetrical, in reality multi-part, winding pin 18, which in its region to be wrapped by the reinforcing fibers has a radially encircling annular groove 19 which is enclosed at a radial distance by a winding tube 20 belonging to the winding core 1 ' is.
  • the winding tube 20 is sealed at its axial ends relative to the bottom of the annular groove 19, whereby between the bottom of the annular groove 19 and the winding tube 20 is sealed to the outside, filled with a hydraulic fluid annulus 22 is formed.
  • a supply line 9 leads to the annular space 22, to which a pressure supply device 10 according to Figure 1 or a differently constructed pressure supply device can be connected.
  • the annular space 22 can be pressurized by the pressure supply device and thereby the outer diameter of the winding tube 20 can be elastically expanded from a reduced outer diameter to a larger outer diameter corresponding to the inner diameter of the hollow body molding to be produced, and can also be regulated as a function of the curing temperature.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

Wickelverfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, Vorrichtung (10) zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings sowie Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, wobei mit einem Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang auf einen drehbar angetriebenen Wickelkern (1) aufgewickelt werden, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlkorperformlings entspricht und wobei nach einem anschließenden Härten des Hohlkorperformlings mittels Wärmezufuhr der Hohlkorperformling von dem Wickelkern abgezogen wird. Der Außendurchmesser des Wickelkerns weist zum Wickelvorgang und/oder zu Härten des Hohlkorperformlings einen den Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkorperformlings entsprechenden Außendurchmesser auf, der zum Abziehen des Hohlkorperformlings von dem Wickelkern auf einen geringeren Außendurchmesser reduziert wird.

Description

Wickel verfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings sowie Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Wickelverfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, eine Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, wobei mit einem Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang auf einen drehbar angetriebenen Wickelkern aufgewickelt werden, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlkörperform- lings entspricht und wobei nach einem anschließenden Härten des Hohlkorperformlings mittels Wärmezufuhr der Hohlkörperformling von dem Wickelkern abgezogen wird.
Bei derartigen Wickelverfahren stellt sich nach dem Aushärten des Hohlkörperform- lings automatisch ein Innendurchmesser des Hohlkorperformlings ein. Dieser wird direkt beeinflusst durch die Aushärtetemperatur, den Laminataufbau des Hohlkorperformlings, die Wärmeausdehnung des Wickelkerns, Faser- und Matrixmaterial, Matrixschrumpf und so weiter. Dies hat zur Folge, dass sich ein Innendurchmesser des Hohlkorperformlings innerhalb enger Toleranzen (z.B. H6) gar nicht oder nur sehr schwer herstellen lässt. Eine spezielle Anpassung des Wickelkerns muss unter Umständen nach jeder Änderung z.B. im Laminataufbau, Faser- und Matrixmaterial oder Aushärtezyklus wiederholt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Wickelverfahren zum Herstellen eines rotati- onssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings, eine Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkorperformlings und ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings zu schaffen, durch die auf einfache Weise Hohlkör- performlinge herstellbar sind, die mit einem Innendurchmesser mit hoher Toleranzgenauigkeit reproduzierbar fertigbar sind.
Diese Aufgabe wird bei einem Wickelverfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings, wobei mit einem Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang auf einen drehbar angetriebenen Wickelkern aufgewickelt werden, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlkörperformlings entspricht und wobei nach einem anschließenden Härten des Hohlkörperformlings mittels Wärmezufuhr der Hohlkörperformling von dem Wickelkern abgezogen wird, dadurch gelöst, dass der Außendurchmesser des Wickelkerns zum Wickelvorgang und/oder zum Härten des Hohlkörperformlings einen dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außen- durchmesser aufweist, der zum Abziehen des Hohlkörperformlings von dem Wickelkern auf einen geringeren Außendurchmesser reduziert wird.
Durch dieses Verfahren ist ein Entformen nach dem Aushärten einfach und prozesssicher.
Da die Gefahr einer Beschädigung der Außenoberfläche des Wickelkerns gering ist, ist auch die Gefahr einer Beschädigung der Innenoberfläche des Hohlkörpers gering, so dass Hohlkörper innerhalb enger Toleranzen wie z.B. H6 reproduzierbar gefertigt werden können.
Außerdem wird eine hohe Standzeit des Wickelkerns erreicht, wodurch
Stillstandszeiten zum Austausch des Wickelkerns stark reduziert werden.
Weist der Wickelkern zum Wickelvorgang den geringeren Außendurchmesser auf und wird zum Härten auf den dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser vergrößert, so werden nach dem Wickelvorgang und vor dem Härten die Verstärkungsfasern gespannt und damit eine günstige Eigenspannung für eine spätere Innendruckbelastung des Hohlkörperform- lings eingebracht. Wird der dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechende Außendurchmesser während des Verfahrens auf einen bestimmten Außendurchmesser reguliert, so kann zum Beispiel die Wärmedehnung des insbesondere metallischen Wickelkerns während der Wärmebeaufschlagung beim Härten berücksichtigt werden.
Dies kann zum Beispiel in Abhängigkeit von einer bestimmten
Aufweitungskraftkennlinie zum Vergrößern des Außendurchmessers des Wickelkerns erfolgen, die mit der Härtungstemperatur korrespondiert. Durch Aufweitung des Außendurchmessers des Wickelkerns kann der Innendurchmesser des Hohlkörperformlings genau eingestellt werden, wobei dieser etwas größer ist als die zu erwartende Wärmeausdehnung des Wickelkerns.
Nach dem Aushärten und Abkühlen entsteht ein Spalt zwischen dem Wickelkern und dem Hohlkörperformling, der zum leichten Entformen genutzt werden kann.
Der entstehende Spalt ist in der Regel größer als bei einem herkömmlichen
Entformungsvorgang, so dass das Entformen bedeutend einfacher und prozesssicherer ist, die Standzeit des Wickelkerns verlängert und die Gefahr die Innenoberflä- che des Hohlkörperformlings zu beschädigen geringer wird.
Wird durch das Wickelverfahren ein Behälter oder ein Hydraulikspeicher oder ein Hydraulikzylinder oder ein Rohr hergestellt, so erhalten diese Bauteile bei hoher Belastungsfähigkeit ein geringes Gewicht. Sie können daher vorteilhaft in der Mobilhyd- raulik, als Speicher für Fahrzeuge mit hydraulischem Antrieb und für hydraulische Hybridfahrzeuge angewandt werden. Bezüglich einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings, mit einem drehbar antreibbaren Wickelkern, auf dessen mittleren Bereich mit Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang zu einem Hohlkörperformling aufwickelbar sind wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Wickelkern in dem von den Verstärkungsfasern zu umwickelnden Bereich als rohrartiger Hohlkörper mit einer elastisch verformbaren Wandung ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem Hydraulikfluid gefüllt und durch Beaufschlagung mit einem bestimmten Druck in seinem Außendurchmesser von einem geringeren Au- ßendurchmesser zu einem dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser erweiterbar ist.
Damit kann durch Druckbeaufschlagung beziehungsweise Druckentlastung auf einfache Weise ein Vergrößern beziehungsweise Reduzieren des Außendurchmessers des Wickelkerns erfolgen, wodurch durch die Vorrichtung das vorgenannte Wickelverfahren durchgeführt und dessen Vorteile erreicht werden können.
Durch Regeln des Drucks im mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum des rohrartigen Hohlkörpers des Wickelkerns kann der Außendurchmesser des Wickelkerns trotz dessen Wärmeausdehnung während der Wärmebehandlung beim Härten konstant gehalten und so eine hohe Toleranz des Innendurchmessers des Hohlkörperformlings reproduzierbar eingehalten werden.
Zur Druckzuführung kann der Wickelkern eine Zuführleitung aufweisen, die von Au- ßen zum Innenraum des rohrartigen Hohlkörpers führt und über die der Innenraum des rohrartigen Hohlkörpers druckbeaufschlagbar ist, wobei sich die Zuführleitung vorzugsweise koaxial durch den Wickelkern erstreckt.
In einer vorteilhaften Ausbildung weist der Wickelkern zwei in einem Abstand koaxial zueinander angeordnete Wickelzapfen auf, wobei der Abstand zwischen den Wickelzapfen von einem den zu umwickelnden Bereich bildenden Wickelrohr umschlossen ist, das mit seinen axialen Enden fest und dicht mit den einander zugewandten axialen Enden der Wickelzapfen verbunden ist und dessen Innenraum den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum bildet. Der Wickelkern kann aber auch einen einteiligen Wickelzapfen aufweisen, der von einem den zu umwickelnden Bereich bildenden Wickelrohr mit einem radialen Abstand umschlossen ist, wobei der durch den radialen Abstand gebildete Ringraum zwischen Wickelzapfen und Wickelrohr den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum bildet.
Zur guten Entformbarkeit weist vorteilhafterweise das Wickelrohr einen größeren Außendurchmesser auf als die sich axial daran anschließenden Bereiche des oder der Wickelzapfen. Die Aufgabe wird für ein Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings, mit einem drehbar antreibbaren Wickelkern, auf dessen mittleren Bereich mit Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang zu einem Hohlkorperformling aufwickelbar sind und in seinem von den Verstärkungsfasern zu umwickelnden Bereich als rohrartiger Hohlkörper mit einer elastisch verformbaren Wandung ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem Hydraulikfluid gefüllt und durch Beaufschlagung mit einem bestimmten Druck in seinem Außendurchmesser von einem geringeren Außendurchmesser zu einem dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser erweiterbar ist, dadurch gelöst, dass der Innenraum des Hohlkörpers mit einem bestimmten Druck beaufschlagt wird und dadurch der Außendurchmesser des zu umwickelnden Bereichs des rohrartigen Hohlkörpers durch elastische Verformung seiner elastisch verformbaren Wandung von einem geringeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings zu einem größeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings erweitert wird und dass unter Beibehaltung der Druckbeaufschlagung die radial umlaufende Mantelfläche des rohrartigen Hohl- körpers durch Materialabtrag auf einen dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser reduziert wird.
Damit erhält der Wickelkern unter den realen Einsatzbedingungen entsprechenden Bedingungen und damit mit hoher Maßhaltigkeit seinen größeren Außendurchmesser, der den Innendurchmesser des Hohlkörperformlings bestimmt.
Im Produktionseinsatz muss dann nur noch eine exakte Druckbeaufschlagung mit dem bestimmten Druck erfolgen, um die elastisch verformbare Wandung des Wickel- kerns mit hoher Maßhaltigkeit auf den größeren Außendurchmesser zu erweitern.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Wickelkerns im Längsschnitt mit schemati- ischer Darstellung einer Druckversorgungseinrichtung und
Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Wickelkerns im Längsschnitt.
Die in den Figuren dargestellten Wickelkerne 1 , 1 ' sind Teil einer Wickelvorrichtung zur Durchführung eines Wickelverfahrens zur Herstellung von Hohlkörperformlingen als Faserverbundbauteile. Bei diesem Verfahren werden mit einem Harz insbesondere Kunststoff harz getränkte Verstärkungsfasern auf den um eine Drehachse 8 drehbar angetriebenen Wickelkern aufgewickelt.
Der in Figur 1 dargestellte Wickelkern 1 besitzt zwei koaxial in einem Abstand 3 zu- einander angeordnete Wickelzapfen 2, 2'. An den radial umlaufenden Mantelflächen der einander zugewandten Endbereiche der Wickelzapfen 2, 2' sind zu den einander zugewandten freien Enden hin offene radial umlaufende Nuten 4, 4' ausgebildet. Ein zum Wickelkern 1 gehörendes Wickelrohr 5 ist den Abstand 3 überbrückend in die Nuten 4, 4' dicht eingesetzt, wobei der Außendurchmesser des Wickelrohres größer ist als der Außendurchmesser der Wickelzapfen 2, 2'.
Von den einander zugewandten Stirnseiten ausgehend sind in den Wickelzapfen 2, 2' koaxiale Grundbohrungen 6, 6' ausgebildet, die zusammen mit dem von dem Wickelrohr 5 umschlossenen Abstand 3 einen mit einem Hydraulikfluid gefüllten Innenraum 7 bilden.
Von der äußeren Stirnseite her ist in dem Wickelzapfen 2 koaxial eine zum Innen- räum 7 führende Zuführleitung 9 ausgebildet.
Eine Druckversorgungseinrichtung 10 besitzt eine Hydraulikpumpe 1 1 , die von einem Behälter 12 Hydraulikfluid ansaugt und über ein elektrisch betätigbares 2/2- Wegeventil 13, eine hydraulische Schnellkupplung 15 mit Rückschlagventil 14 und eine hydraulische Drehdurchführung 16 zu dem nach außen mündenden Ende der Zuführleitung 9 führt und an dieser angeschlossen ist.
An den von der Hydraulikpumpe 1 1 zum 2/2-Wegeventil 13 führenden Abschnitt der Zuführleitung 9 ist ein elektrisches Druckbegrenzungsventil 17 angeschlossen.
Der den Innenraum 7 beaufschlagende Hydraulikdruck, der beispielsweise in der Größenordnung von 200 bar sein, wird, wenn er durch das 2/2-Wegeventil 13 zugeschaltet ist, wird durch die Hydraulikpumpe 1 1 aufgebracht und durch das Druckbegrenzungsventil 17 eingestellt. Das Druckbegrenzungsventil 17 und damit der den Innenraum 7 beaufschlagende Druck kann entweder ein in einer nicht dargestellten Elektronik hinterlegte Druckkennlinie, die mit der Härtungstemperatur korrespondiert, durchfahren oder es kann die Härtungstemperatur direkt als Führungsgröße der Regelung durch das Druckbegrenzungsventil 7 verwendet werden.
Die hydraulische Schnellkupplung 15 dient dazu den Wickelkern 1 eventuell auch unter Innendruck von der Druckversorgung abzuklemmen.
Der in Figur 2 dargstellte Wickelkern V besitzt einen schematisch dargestellten rotationssymmetrischen, in der Realität mehrteiligen Wickelzapfen 18, der in seinem von den Verstärkungsfasern zu umwickelnden Bereich eine radial umlaufende Ringnut 19 aufweist, die mit radialem Abstand von einem zum Wickelkern 1 ' gehörenden Wickelrohr 20 umschlossen ist.
Über Dichtungen 21 ist das Wickelrohr 20 an seinen axialen Enden gegenüber dem Boden der Ringnut 19 abgedichtet, wodurch zwischen dem Boden der Ringnut 19 und dem Wickelrohr 20 ein nach außen abgedichteter, mit einem Hydraulikfluid gefüllter Ringraum 22 gebildet ist.
Von der einen Stirnseite des Wickelzapfens 18 führt eine Zuführleitung 9 zu dem Ringraum 22, an die eine Druckversorgungseinrichtung 10 entsprechend Figur 1 oder eine anders aufgebaute Druckversorgungseinrichtung angeschlossen werden kann.
Entsprechend Figur 1 ist durch die Druckversorgungseinrichtung der Ringraum 22 druckbeaufschlagbar und dadurch der Außendurchmesser des Wickelrohres 20 von einem reduzierten Außendurchmesser auf einen dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden größeren Außendurchmesser elastisch erweiterbar und kann entsprechend Figur 1 auch in Abhängigkeit von der Härtungstemperatur geregelt werden.

Claims

Patentansprüche
1 . Wickelverfahren zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohl- körperformlings, wobei mit einem Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang auf einen drehbar angetriebenen Wickelkern aufgewickelt werden, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Hohlkörperformlings entspricht und wobei nach einem anschließenden Härten des Hohlkörperformlings mittels Wärmezufuhr der Hohlkörperformling von dem Wickelkern abgezogen wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Außendurchmesser des Wickelkerns (1 , 1 ') zum Wickelvorgang und/oder zum Härten des Hohlkörperformlings einen dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser aufweist, der zum Abziehen des Hohlkörperformlings von dem Wickelkern (1 , 1 ') auf einen geringeren Außendurchmesser reduziert wird.
2. Wickelverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1 , 1 ') zum Wickelvorgang den geringeren Außendurchmesser aufweist und zum Härten auf den dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser vergrößert wird.
3. Wickelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechende Außendurchmesser während des Verfahrens auf einen be- stimmten Außendurchmesser reguliert wird.
4. Wickelverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Wickelverfahren ein Behälter oder ein Hydraulikspeicher oder ein Hydraulikzylinder oder ein Rohr hergestellt wird.
Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkör- performlings, mit einem drehbar antreibbaren Wickelkern, auf dessen mittleren Bereich mit Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang zu einem Hohlkörperformling aufwickelbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1 , 1 ') in dem von den Verstärkungsfasern zu umwickelnden Bereich als rohrartiger Hohlkörper (%, 20) mit einer elastisch verformbaren Wandung ausgebildet ist, dessen Innenraum (7, 22) mit einem Hydraulikfluid gefüllt und durch Beaufschlagung mit einem bestimmten Druck in seinem Außendurchmesser von einem geringeren Außendurchmesser zu einem dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser erweiterbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1 , 1 ') eine Zuführleitung (9) aufweist, die von Außen zum Innenraum (7, 22) des rohrartigen Hohlkörpers führt und über die der Innenraum (7, 22) des rohrartigen Hohlkörpers druckbeaufschlagbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1 ) zwei in einem Abstand koaxial zueinander angeordnete Wickelzapfen (2, 2') aufweist, wobei der Abstand (3) zwischen den Wickelzapfen (2, 2') von einem den zu umwickelnden Bereich bildenden Wickelrohr (5) umschlossen ist, das mit seinen axialen Enden fest und dicht mit den einander zugewandten axialen Enden der Wickelzapfen (2, 2') verbunden ist und dessen Innenraum (7) den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum (7) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelkern (1 ') einen Wickelzapfen (18) aufweist, der von einem den zu umwickelnden Bereich bildenden Wickelrohr (20) mit einem radialen Abstand umschlossen ist, wobei der durch den radialen Abstand gebildete Ringraum (22) zwischen Wickelzapfen (18) und Wickelrohr (20) den mit Hydraulikflüssigkeit gefüllten Innenraum bildet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelrohr (5, 20) einen größeren Außendurchmesser aufweist als die sich axial daran anschließenden Bereiche des oder der Wickelzapfen (2, 2'; 18).
10.Verfahren zum Herstellen einer Vorrichtung zum Herstellen eines rotationssymmetrischen, rohrartigen Hohlkörperformlings, mit einem drehbar antreibbaren Wickelkern, auf dessen mittleren Bereich mit Harz getränkte Verstärkungsfasern in einem Wickelvorgang zu einem Hohlkörperformling aufwickelbar sind und in sei- nem von den Verstärkungsfasern zu umwickelnden Bereich als rohrartiger Hohlkörper mit einer elastisch verformbaren Wandung ausgebildet ist, dessen Innenraum mit einem Hydraulikfluid gefüllt und durch Beaufschlagung mit einem bestimmten Druck in seinem Außendurchmesser von einem geringeren Außendurchmesser zu einem dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörper- formlings entsprechenden Außendurchmesser erweiterbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Innenraum (7, 22) des Hohlkörpers mit einem bestimmten Druck beaufschlagt wird und dadurch der Außendurchmesser des zu umwickelnden Bereichs des rohrartigen Hohlkörpers durch elastische Verformung seiner elastisch ver- formbaren Wandung von einem geringeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings zu einem größeren Außendurchmesser als dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings erweitert wird und dass unter Beibehaltung der Druckbeaufschlagung die radial umlaufende Mantelfläche des rohrartigen Hohlkörpers durch Materialab- trag auf einen dem Innendurchmesser des herzustellenden Hohlkörperformlings entsprechenden Außendurchmesser reduziert wird.
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