HU212230B

HU212230B - Process for producing of fibre-reinforced systhetic resin moulding

Info

Publication number: HU212230B
Application number: HU9400488A
Authority: HU
Inventors: Gerhard Greb; Dieter Pippart
Original assignee: Glacier Gmbh Deva Werke
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1996-04-29
Also published as: WO1994000290A1; EP0603364A1; HU9400488D0; CZ37694A3; AU4419093A; BR9305570A; HUT71531A; FI940622A; PL302402A1; DE4220327C1; FI940622A0; CA2114801A1; ZA934198B; JPH06510250A

Abstract

In a process for producing fibre-reinforced synthetic resin mouldings (17), in which the fibres soaked in synthetic resin are wound upon a spindle (5) and the wound bodies (22) thus produced are cured by heating and subsequently worked, a mould shell (2) or several mould shells (2) separated by a partition plate (3) as separating supports (3') are drawn on a rotary shaft (1) and axially clamped together integrally in rotation thereupon to form a spindle (5). The fibres soaked in synthetic resin are then wound on the spindle (5) between the supports (3') up to a radial thickness of the wound body (22) which is greater than the radial extent of the supports (3') or the partition plates (3). As soon as it has cured, the wound body (22) is radially worked off between the supports (3') to the radial extent of the partitions (3) or the supports (3') if there are no partitions (3), the clamping force is released and then the individual, separated mouldings (17) are drawn off the spindle (1).

Description

A találmány tárgya eljárás szálerősítésű műgyantaidomtestek előállítására, amelynek során műgyantával átitatott szálakat feltekercselnek egy tekercselőtüskére és az így létrehozott tekercstestet felhevítéssel kikeményítik, majd ezt követően megmunkálják. A modem tekercselési technika alkalmazása a szálerősítésű műgyanta-idomtestek előállításánál az ésszerű gyártási lehetőségek, valamint a tekercseléssel létrehozott tekercstestek nagy szilárdsága következtében számos műszaki területen új konstrukciós lehetőségeket tár fel. Ezen modern technika alkalmazása különösen nagy szilárdságú alapanyagok felhasználásával kapcsolódva számos hagyományos szerkezet-átalakításához vezet, amelyeknél már szálerősítésű műgyantát alkalmaznak, emellett pedig olyan meggondolásokhoz is vezet ez az új technika, hogy olyan szerkezetekben, amelyek eddig más alapanyagokból, például acélból készültek, szálerősítésű, tekercseléses eljárással előállított műgyantaalkatrészeket alkalmazzanak. Ez a megnövekedett igény a gyártástól egyre racionálisabb gyártási módszereket követel meg az ilyen műgyantatestek előállításánál, nem csak a tömeggyártásra való tekintettel, hanem a kis szériák és az egyedi gyártás vonatkozásában is, ahol a gyártási mellékidők aránya különösen nagy. Ily módon éppen a kis szériáknál és egyedi daraboknál különösen nagy jelentősége van a gyártási folyamatok egyszerűsítése és a gyártási lépések számának csökkentése mellett például az előkészületi idő csökkentésének, valamint az egyes munkadarabok valamely utólagos megmunkálása elmaradásának.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a process for producing fiber-reinforced resin filament bodies, wherein the resin-impregnated fibers are wound onto a winding mandrel and the coil body thus formed is cured and subsequently machined. The use of modem winding technology in the manufacture of fiber reinforced resin bodies opens up new design possibilities in many technical fields due to the rational manufacturing capabilities and the high strength of the coil bodies created by winding. The use of this state-of-the-art technique, in particular using high strength materials, leads to a number of conventional structural modifications using fiber-reinforced resins, and this new technique also leads to the idea of using fiber-reinforced, coil-wound structures previously made of other materials such as steel. using synthetic resin parts made by the process. This increased demand for manufacturing requires increasingly rational manufacturing methods for the production of such resin bodies, not only for mass production but also for small batches and custom manufacturing, where the proportion of production by-passes is particularly high. In this way, it is particularly important for small batches and individual pieces to simplify production processes and reduce the number of production steps, such as reducing lead times and the lack of subsequent machining of individual workpieces.

A gyártási mellékidők csökkentésének egyik lehetősége abban van. hogy több azonos jellegű munkadarabot egy félgyártmányból, például egy szálerősítésű, tekercseléses eljárással készített műgyanta-nyersdarabból állítanak elő. így például a DE-GM 7 619 591 sz. német használati minta alapján ismert egy profilköszörűgép. amely egy profilköszörülő henger és egy előtoló görgő segítségével egy hengeres nyersdarabból egy munka-illetve köszörülési műveletben több kerek vagy ovális részt képes kívülről kiköszörülni. Ennek az ismert profilköszörülő hengernek több azonos, egymás melletti profilköszörülő szakasza van, amelyek radiális külső kontúrja a mindenkori előállítandó rész radiális külső kontúrját kiegészítő alakkal rendelkezik. Egy adott profilköszörülő szakasz legmagasabb és legmélyebb pontja közötti radiális távolság legalább a hengeres nyersdarab sugarának felel meg, így az előállítandó részek alakításának befejezése után ezek egyidejűleg vannak egymástól elválasztva. Ennél az ismert profilköszörűgépnél mindegyik idomrész-típushoz saját profilköszörülő hengerre van szükség. Rövid időn belül végrehajtott változtatások az előállítandó műgyantaidomtest kialakításában, például különböző hosszúságú idomtestek készítése azonos radiális kiteijedés mellett, az ilyen profiljukat tekintve minden további nélkül nem változtatható profilköszörülő hengereknél nem lehetséges.One way to reduce production downtime is there. that several workpieces of the same nature are produced from a semi-finished product, such as a fiber-reinforced coil-resin blank. For example, DE-GM 7,619,591. A profile grinding machine is known from a German usage pattern. which, by means of a profile grinding roller and a feed roller, is able to grind several round or oval parts from a cylindrical blank in a work or grinding operation. This known profile grinding cylinder has a plurality of identical, adjacent profile grinding sections having a radial outer contour that complements the radial outer contour of the respective part to be manufactured. The radial distance between the highest and deepest points of a given section grinding section corresponds at least to the radius of the cylindrical blank so that after completion of the forming of the parts to be produced they are simultaneously separated from each other. With this known profile grinding machine, each profile type requires its own profile grinding roller. Changes in the design of the resin die body to be produced within a short period of time, such as the production of shaped bodies of different lengths with the same radial extension, are not possible with such profile profiles without any further modification.

Önkenő kompozitanyagú csapágyak készítéséhez az US-PS 4 867 889 sz. szabadalmi leírásból ismert egy eljárás szálerősítésű, tekercselt műgyanta-idomtestek előállítására, amelynek során műgyantával átitatott műszálakat tekercselnek fel egy tekercselőtüskére. A tekercselési folyamat két lépésben játszódik le, egy első, PTFE-szálakat (vagyis politetrafluoretilén, más néven teflon szálakból) álló vékonyabb réteggel, amely szálak egy polimer mátrix szálaival vannak összesodorva és a tekercselési folyamat előtt egy karbonrészecskékkel dúsított műgyanta-fürdőben vannak átitatva és egy második, például üvegszálakból levő vastagabb réteggel, ahol az üvegszálakat az előállított tekercstest szükséges vastagságáig tekercselik fel. A kész tekercstestet hevítéssel kikeményítik és ezt követően lehúzzák a tekercselőtüskéről. Az így előállított tekercstestek külön munkalépésekben nyerik el végleges radiális és axiális kontúrjukat, mivel ezeket a megmunkáló szerszámokat minden egyes kompozitanyagú csapágynál mérőeszközökön keresztül kell vezérelni, hogy be lehessen tartani a kompozitanyagú csapágy előírt méreteit. Mivel ezt a megmunkálási lépést minden kompozitanyagú csapágynál külön-külön kell elvégezni, jelentős előkészületi és megmunkálási időkre van szükség.For making self-lubricating composite bearings, see U.S. Pat. No. 4,867,889. A process for producing fiber-reinforced resin-shaped resin bodies by wrapping a resin-impregnated synthetic fiber onto a winding mandrel is known from U.S. Pat. The winding process takes place in two steps, with a first thin layer of PTFE fibers (i.e., polytetrafluoroethylene, also known as Teflon fibers), which are wound with fibers of a polymer matrix and are pre-wound in a resin bath enriched with carbon particles and a second, for example, a thicker layer of fiberglass, wherein the fiberglass is wound up to the required thickness of the produced coil body. The finished coil body is cured by heating and then pulled off the coil mandrel. The coils produced in this way obtain their final radial and axial contours in separate work steps, since these machining tools must be controlled at each composite bearing through measuring devices in order to maintain the required dimensions of the composite bearing. Because this machining step must be performed separately for each composite bearing, significant preparation and machining times are required.

A találmány által megoldandó feladat a fenti hátrányok kiküszöbölése és a bevezetőben vázolt eljárás olyan továbbfejlesztése, amely lehetővé teszi az említett idomtestek egyszerűbb, ugyanakkor gyorsabb előállítását, valamint nagyobb ráfordítás nélkül más kialakítású idomtestek gyártására történő gyors átállást, miközben az előállított idomtesteknél csupán minimális szerszám-igénybevételre van szükség.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above drawbacks and to further improve the process outlined in the introduction, which allows for a simpler but faster production of said moldings and a rapid conversion to other moldings without the need for a minimal amount of tooling. need.

A találmány értelmében a kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett eljárásból kiindulva azáltal oldjuk meg, hogy egy alakítóhüvelyt, illetve több, egymástól egy-egy elválasztótárcsa által különválasztott alakítóhüvelyt és kétoldali tengelyirányú lezárásként kitámasztóelemeket fűzünk fel egy forgatótengelyre és ezeket az elemeket ezen a forgatótengelyen tengelyirányban egy együtt forgó tekercselőtüskévé feszítjük össze egymással, ezt követően a műgyantával átitatott szálakat a tekercstest akkora radiális vastagságáig, amely nagyobb, mint a kitámasztóelemek illetve az elválasztótárcsák közötti radiális kiterjedés, feltekercseljük a kitámasztóelemek között a tekercselőtüskére, majd a kitámasztóelemek közötti kikeményedett tekercstestet az elválasztótárcsák radiális kiterjedéséig illetve ezek hiánya esetén a kitámasztóelemek radiális kiterjedéséig lemunkáljuk, ezután oldjuk a befeszítést, majd az idomtestet illetve egyes egymástól különválasztott idomtesteket lehúzzuk a forgatótengelyről.In accordance with the present invention, the object of the present invention is solved by starting with threading the resin-impregnated fibers to one another, and then resin-impregnated fibers to a radial thickness of the coil body greater than the radial extension between the props and the dividing discs; in the case of the props, they are machined to the radial extent of the props and then released and then pull the shaped body or some of the separate shaped bodies away from the rotary shaft.

A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi egy vagy több szálerősítésű műgyanta-idomtest néhány egyszerű munkalépésben történő egyidejű előállítását. Azáltal, hogy a szálak nem közvetlenül egy tekercselőtüskeként használt forgatótengelyre kerülnek feltekercselésre, hanem a tekercselőtüske a maga részéről elválasztótárcsákból, alakítóhüvelyekből, valamint tengelyirányú végein elrendezett kitámasztóelemekből van összeállítva, amelyek egy forgatótengelyre vannak ráhúzva és ezt követően tengelyirányban együtt forgó módon vannak egymással összefeszítve, lehetővé válik, hogy aThe process of the present invention allows one or more fiber-reinforced resin bodies to be manufactured simultaneously in a few simple steps. By not wounding the threads directly onto a rotary shaft used as a winding mandrel, the winding mandrel itself is formed by means of dividing discs, forming sleeves and outriggers arranged at its axial ends, which are then pivotally mounted on a rotary axis, , that the

HU 212 230 Β gyártandó idomtestek mindegyikéhez saját alakítóhüvelyt rendeljünk hozzá, amelynek radiális külső kontúrja már eleve meghatározza az idomtest radiális belső kontúrját. Másrészt az alakítóhüvelyek az elválasztótárcsák által különválaszthatók egymástól és így egy munkamenetben egyidejűleg még különböző kialakítású idomtestek is létrehozhatók. Ugyanakkor nem szükséges, hogy a tekercselési folyamatot úgy irányítsuk, hogy csak az alakítóhüvelyekre tekercselődjenek fel szálak, hanem még az elválasztótárcsák és a kitámasztóelemek is körbetekercselhetők, így a tekercselési folyamat befejezése után egy külsőleg egyenletesen kinéző tekercstest jön létre. A műgyanta kikeményedése után a tekercstest mechanikusan megmunkálható, például köszörülhető. Mivel az elválasztótárcsák illetve a kitámasztóelemek radiális külső kontúrja az idomtestek végső formájának felel meg, a tekercstestnek legalább a kitámasztóelemek közötti, az elválasztótárcsák történő radiális lemunkálásával ezek hiánya esetén a kitámasztó elemek kiterjedéséig történő radiális lemunkálásával kettős célt érünk el: Egyrészt az idomtestek elnyerik végleges külső alakjukat, anélkül, hogy további mechanikai megmunkálásra lenne szükség, másrészt pedig egyidejűleg elválasztásra kerülnek egymástól. minthogy a tekercstestnek az elválasztótárcsák külső sugaráig történő lemunkálásával kiküszöböljük az idomtestek addigi, az elválasztótárcsák fölött fennálló egymás közötti kapcsolatát, így az idomtestek ezek után már csak az elválasztótárcsák által vannak egymástól elhatárolva és a tekercselőtüske befeszítésének oldása (és az elválasztótárcsák, alakítóhüvelyek és kitámasztóelemek ezáltal bekövetkező különválása) után azonnal különválaszthatók.Each of the shaped bodies to be manufactured must have its own forming sleeve, whose radial outer contour already defines the radial inner contour of the shaped body. On the other hand, the forming sleeves can be separated from each other by the separating discs, so that even different shaped bodies can be created at the same time in a single session. However, it is not necessary to direct the winding process so that only the forming sleeves are wound onto the forming sleeves, but even the separation discs and the props can be wound around, so that after the winding process is completed, an externally uniform looking body is formed. After the resin has hardened, the coil body can be mechanically machined, e.g. Since the radial outer contour of the dividing discs and the props corresponds to the final shape of the shaped bodies, at least the radial machining of the coil body between the props and, in their absence, the radial machining of the props, , without the need for further mechanical processing and at the same time being separated from one another. since by removing the coil body to the outer radius of the separating discs, we eliminate the previous connection between the shaped bodies above the separating discs, so that the shaped bodies are then separated only by can be separated immediately.

A találmány egyik előnyös foganatosítási módja értelmében a kitámasztóelemek és az elválasztótárcsák radiális kiterjedését azonos nagyságúra választjuk. A tekercstest végső mechanikai megmunkálásakor ily módon a megmunkálóeszköz ráhelyezésekor nem kell meghatározott kezdőpontok megtalálására ügyelni. A mechanikai megmunkálás tehát a tekercstest palástfelületének tetszőleges pontján megkezdhető a kitámasztóelemek fölött a tekercstest egyik végén és ez a megmunkálás bárhol befejeződhet a kitámasztóelemek palástfelületén a tekercstest másik végén.In a preferred embodiment of the invention, the radial extension of the struts and the separating discs is of equal size. In this way, the final mechanical machining of the coil body does not require the determination of specific starting points when inserting the machining tool. Thus, mechanical machining can be started at any point on the peripheral surface of the coil body over the outriggers at one end of the coil body and can finish anywhere on the peripheral surface of the outriggers at the other end of the coil body.

Néhány alkalmazási esetben azonban kedvező lehet, ha több alakítóhüvely felhasználásakor a kitámasztóelemek radiális kiterjedését nagyobbra választjuk, mint az elválasztótárcsákét. Ilyenkor a műgyantával átitatott szálakat csak a kitámasztóelemek között tekercseljük fel, miáltal az előállított tekercstest tengelyirányban eleve behatárolt lesz, ami csökkenti a szálfelhasználást.In some applications, however, it may be advantageous to use a larger radial extension of the support members than the separation discs when using more forming sleeves. In this case, the resin-impregnated fibers are wound only between the support members, whereby the produced coil body is already axially limited, which reduces the fiber consumption.

A műgyantával átitatott szálakat előnyösen szabályos tekercskötegben, vezérelt előfeszítés mellett átlapoló tekercseléssel tekercseljük fel. Ily módon tovább növelhető a szálak egymás közötti kötődése, ebből következően pedig az elkészült tekercstest homogenitása és hordképessége.Preferably, the resin-impregnated fibers are wound in a regular roll bundle with controlled biasing by interlacing. In this way, the bond between the fibers can be further increased and, consequently, the homogeneity and load-bearing capacity of the finished coil body is increased.

A találmány egyik előnyös továbbfejlesztett változata értelmében csapágyperselyek előállításához csapágy-csúszórétegként egy műgyantával átitatott PTFEés/vagy nagy szilárdságú szálakból álló első réteget tekercselünk fel. A feltekercselendő szálak gyantával való átitatása egy egyszerű munkalépésben úgy történik, hogy a szálakat a tekercselőtüskére való feltekercselés előtt egy szilárd kenőanyaggal dúsított műgyantafürdőn futtatjuk át. Erre a csúszórétegként kialakított első rétegre ezután hordozórétegként egy műgyantával átitatott üvegszálakból álló további réteget tekercselünk fel. Bizonyos alkalmazási területeken azonban előnyösen más erősítőszálak, például karbon- vagy boronszálak is felhasználásra kerülhetnek. A csapágycsúszóréteg kialakításához előnyösen erősített, nyújtott PTFE-szálak kerülhetnek felhasználásra, miáltal növelhető ezen réteg kopásállósága.According to a preferred improved embodiment of the invention, a first layer consisting of resin-impregnated PTFE and / or high-strength fibers is wound as a bearing sliding layer to produce bearing bushes. The resin impregnation of the fibers to be wound in a simple operation is accomplished by passing the fibers through a solid lubricant-enriched resin bath prior to being wound onto the spool. An additional layer of resin-impregnated glass fibers is then wound onto this first layer formed as a sliding layer. However, in certain applications, other reinforcing fibers, such as carbon or boron fibers, may be advantageously used. Preferably, reinforced, stretched PTFE fibers can be used to form the bearing sliding layer, thereby increasing the wear resistance of this layer.

A találmány egy különösen előnyös kiviteli alakja értelmében az alakítóhüvelyek gömbszerű külső felülettel rendelkeznek és ugyancsak előnyös, ha ezek szerkezeti elemként az idomtestben visszamaradnak, amikor azt lehúzzuk a tekercselőtüskéről. Ezen belül előnyös, ha az alakítóhüvelyek radiális külső felületeit, amelyekre a műgyantával átitatott szálakat feltekercseljük, csúszófelületként alakítjuk ki. Ily módon, például gömbcsapágyak ágyazások előállításánál, amelyek egy gömbszerű külső átmérővel rendelkező belső gyűrűt és egy gömbszerű furattal rendelkező külső gyűrűt tartalmaznak, elkerülhető a külső gyűrű különválasztott előállítása és gömbszerű belső átmérőjének nagy ráfordítást igénylő megmunkálása. Ugyanígy elmaradhat itt a csúszóréteg külön történő előállítása és annak utólagos bejuttatása a külső gyűrű gömbszerű belső átmérőjébe. Mindemellett kiküszöböljük egy osztott külső gyűrű előállítását illetve a külső gyűrű szétfeszítését és a belső gyűrű utólagos bejuttatását, miáltal például egy radiális gömbcsapágy elkészítése rendkívül leegyszerűsödik és lerövidül.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the forming sleeves have a spherical outer surface and it is also advantageous if they remain as a structural element in the body when it is pulled away from the winding mandrel. In particular, it is preferred that the radial outer surfaces of the forming sleeves onto which the resin-impregnated fibers are wound are formed as sliding surfaces. Thus, for example, in the production of ball bearings bearing an inner ring having a spherical outer diameter and an outer ring having a spherical bore, the production of the outer ring and the laborious machining of the spherical inner diameter are avoided. Likewise, the separate production of the sliding layer and its subsequent insertion into the spherical inner diameter of the outer ring may be omitted here. In addition, the creation of a split outer ring and the extraction of the outer ring and subsequent insertion of the inner ring are eliminated, for example, making the production of a radial ball bearing extremely simplified and shortened.

A találmány egy előnyös továbbfejlesztett változata értelmében az alakítóhüvelyek csúszófelületére csúszófóliát vagy megfelelő csúszószövetet, például PTFE-szálból készült szövetet viszünk fel, amire azután a műgyantával átitatott szálakat feltekercseljük. Ezáltal elmaradhat az első szálréteg, mint csúszóréteg felvitele. A csúszófóliára ennél a kiviteli alaknál rögtön a műgyantával átitatott szálakból levő hordozóréteget tekercseljük fel, ahol a csúszófólia visszamarad a kész idomtestben.According to a preferred improved embodiment of the invention, a sliding film or a suitable sliding fabric, such as PTFE fiber, is applied to the sliding surface of the forming sleeves, and the resin impregnated fibers are then wound. This may prevent the first fiber layer from being applied as a sliding layer. In this embodiment, the carrier film of the resin impregnated fibers is wound onto the sliding film, whereby the sliding film remains in the finished body.

A találmány egy további előnyös kiviteli alakjánál az elválasztótárcsák illetve a kitámasztóelemek külső felületei vagy azok fejei határozzák meg az idomtest végleges tengelyirányú végfelületeit. Ezáltal az elválasztótárcsák illetve a kitámasztóelemek tengelyirányú külső felületeinek megfelelő kialakítása révén az idomtest tetszőleges kiegészítő alakú felületei határozhatók meg, akár olyanok is, amelyek hátrametszésekkel vannak ellátva. Ezen felületeknek egy további munkalépésben történő megmunkálása már nem szükséges. Ily módon a tekercstest radiális lemunkálása után már egy teljesen kész idomtestet kapunk, amelynek radiális belső felületét az alakítóhüvelyek radiális külső felületei, ugyanakkor tengelyirányú végfelületeit az elválasztó3In a further preferred embodiment of the invention, the outer surfaces or heads of the separating discs or the supporting members define the final axial end surfaces of the shaped body. In this way, by providing the axial outer surfaces of the dividing discs or the props, the additional surface-shaped surfaces of the shaped body can be defined, even those with recesses. It is no longer necessary to work on these surfaces in a further step. In this way, after the radial machining of the coil body, a completely finished shaped body is obtained whose radial inner surface is formed by the radial outer surfaces of the forming sleeves and at the same time its axial end surfaces are separated by

HU 212 230 Β tárcsák illetve kitámasztóelemek megfelelő oldalfelületei, míg radiális külső palástját az elválasztótárcsák illetve a kitámasztóelemek radiális kiterjedése határozza meg.EN 212 230 Β the respective sides of the discs or supports, while the radial outer perimeter is defined by the radial extension of the dividing discs or supports.

A találmányt részletesebben egy elvi kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük.The invention will be described in more detail with reference to an exemplary embodiment, based on the accompanying drawings.

A rajzon azIn the drawing it is

1. ábra hosszmenetben mutatja a kitámasztóelemek, elválasztótárcsák és alakos hüvelyek elvi felépítését, amint éppen a találmány szerinti eljárás megvalósításához szükséges tekercselőtüske kialakítása céljából egy forgatótengelyre kerülnek felfűzésre, aFig. 1 is a longitudinal view showing the conceptual structure of the struts, separating discs, and shaped sleeves as soon as they are threaded onto a pivot axis to form the winding mandrel required for carrying out the process of the present invention.

2. ábra egy szálakkal betekercselt tekercselőtüske hosszmetszetét tünteti fel, ahol a tekercstest a forgatótengely hossztengelye fölött a radiális lemunkálás alatti állapotban, míg a hossztengely alatt a radiálisán már lemunkált állapotában van bemutatva, míg aFig. 2 is a longitudinal section through a filament-wound winding mandrel, the coil body being shown above the longitudinal axis of the rotary axis during radial machining, and below the longitudinal axis in its radially machined state;

3. ábra már elkészült feltekercselt idomtesteket mutat keresztmetszetben, amelyek a tekercstest radiális lemunkálása után egymástól és az elválasztótárcsáktól már nem vannak választva és a forgatótengelyről éppen lehúzásra kerülnek.Figure 3 shows cross-sectional sections of already formed coil sections, which, after radial machining of the coil body, are no longer separated from each other and from the separating discs and are being pulled off the rotary shaft.

Az ábrák kiviteli példaként radiális gömbcsapágyak előállítását szemléltetik.The figures illustrate the construction of radial ball bearings as an exemplary embodiment.

Amint az az 1. ábrán látható, egy 1 forgatótengelyre először váltakozva 2 alakítóhüvelyeket és 3 elválasztótárcsákat fűzünk fel, ahol a sor mindig egy 3' kitámasztóelemmel kezdődik és végződik. A 3' kitámasztóelemek előnyösen hüvelyszerűen vannak kialakítva, hogy áthidalják a távolságot a 4 feszítőszerkezetet alkotó elemekig, amelyek az 1 forgatótengely végeire vannak felszerelve, mint az a 2. ábra mutatja. Ezen 4 feszítőszerkezet segítségével a 3' kitámasztóelemeket, 2 alakítóhüvelyeket és 3 elválasztótárcsákat tengelyirányban együtt forgó módon összefeszítjük egymással, hogy egy 5 tekercselőtüske jöjjön létre, amelynek radiális 6 külső felülete, amelyre a szálakat fel kell tekercselni, nem sima, hanem profilírozott. Ezen profilírozás alakját a 2 alakítóhüvelyek, 3 elválasztótárcsák és 3' kitámasztóelemek kialakítása határozza meg, így a mindenkori követelményekhez könnyen igazodni tudunk.As shown in Fig. 1, first, alternately, the forming sleeves 2 and the separating discs 3 are connected to a rotary shaft 1, whereby the row always begins and ends with a support member 3 '. The support members 3 'are preferably sleeve-shaped to bridge the distance to the members forming the tensioner 4, which are mounted on the ends of the rotary shaft 1, as shown in Fig. 2. By means of this tensioning device 4, the supporting members 3 ', the forming sleeves 2 and the separating discs 3 are mutually axially rotated together to form a winding mandrel 5 whose radial outer surface 6 on which the fibers are to be wound is profiled rather than smooth. The shape of this profiling is determined by the formation of the forming sleeves 2, the dividing discs 3 and the support members 3 ', so that it can be easily adapted to the particular requirements.

A bemutatott példánál a 2 alakítóhüvelyek radiális 7 külső felületei gömbszerűen vannak kialakítva és tengelyirányban sík 8 végfelületekkel vannak ellátva. A 3 elválasztótárcsák egy radiálisán belül elhelyezkedő, téglalap alakú 9 gerincfalból és egy radiálisán kívül elhelyezkedő, a 2 alakítóhüvelyek felé tengelyirányban a 9 gerincfalon derékszögben túlnyúló 10 fejrészből állnak. Itt a 3 elválasztótárcsák tengelyirányú kiterjedése úgy van kialakítva, hogy az biztosítsa az idomtest számára a kívánt, hátrametszéseket tartalmazó tengelyirányú kontúrt. Ezekbe a hátrametszésekbe később szabványos feszítő- vagy tömítőelemek helyezhetők. A 3 elválasztótárcsák 9 gerincfalaik radiális 11 belső felületével az 1 forgatótengelyen fekszenek fel, míg a 9 gerincfalak tengelyirányú 12 külső felületei a 2 alakítóhüvelyek sík 8 végfelületeinek támaszkodnak. A 3 elválasztótárcsa 10 fejrészének tengelyirányú 13 külső felületei, a 9 gerincfal fölötti kiszögelléstől kiindulva először radiális irányban, az 1 forgatótengely 14 hossztengelyére merőlegesen, majd pedig ferdén húzódnak a szomszédos 2 alakítóhüvelytől távolabb eső oldal felé, befutva a 3 elválasztótárcsa radiális 15 külső felületébe, így a tekercselendő 17 idom test tengelyirányú 16 végfelületében egy hátrametszés alakul ki. A 3 elválasztótárcsa radiális 15 külső felülete az adott példánál sík, ugyanakkor pedig párhuzamos az 1 forgatótengely 14 hossztengelyével.In the example shown, the radial outer surfaces 7 of the forming sleeves 2 are spherically shaped and provided with axial planar end surfaces 8. The separating discs 3 consist of a rectangular inside wall 9 and a outside part 10 extending at right angles to the forming sleeves 9 axially to the forming wall 9. Here, the axial extension of the separation discs 3 is configured to provide the desired body with the desired axial contour of the recesses. These tacks can later be fitted with standard tensioning or sealing elements. The dividing discs 3 lie on the pivot axis 1 with the radial inner surface 11 of their webs 9, while the axial outer surfaces 12 of the webs 9 are supported by the flat end surfaces 8 of the forming sleeves 2. The axial exterior surfaces 13 of the separating disk head 3 start from radially above the ridge wall, first radially perpendicular to the longitudinal axis 14 of the rotary shaft 1 and then obliquely to the side away from the adjacent forming sleeve 2, a bevel is formed in the axial end face 16 of the body 17 to be wound. The radial outer surface 15 of the separating disk 3 is flat in this example and is parallel to the longitudinal axis 14 of the rotary shaft 1.

A 3 elválasztótárcsa 10 fejrészének tengelyirányú 13 külső felületei kiegészítőleg megfelelnek a 17 idomtest előírt alakú tengelyirányú 16 végfelületeinek. A 3 elválasztótárcsák 10 fejrészeikkel valamennyire átfogják a 2 alakítóhüvelyeket, miközben a 10 fejrész tengelyirányban kívül levő, míg radiálisán belül húzódó 18 élei a 2 alakítóhüvelyek gömbszerű 7 külső felületeire támaszkodnak. A 2 alakítóhüvelyek tartományában a 3' kitámasztóelemek 9', 10', 11', 12' külső felületeinek kialakítása megfelel a 3 elválasztótárcsákéinak.The axial outer surfaces 13 of the header 10 of the separating disk 3 further correspond to the axial end faces 16 of the shaped body 17. The dividing discs 3, with their head portions 10, slightly overlap the forming sleeves 2, while the outer edges 18 of the head part 10 extending radially inwardly rest on the spherical outer surfaces 7 of the forming sleeves. In the region of the forming sleeves 2, the outer surfaces 9 ', 10', 11 ', 12' of the outriggers 3 'are designed to form the outer discs 3.

Mindegyik előállítandó 17 műgyanta-idomtesthez egy-egy 2 alakító hüvely van hozzárendelve. A 3 elválasztótárcsák és a 3' kitámasztóelemek külső átmérői egymással azonosak és nagyobbak, mint az egymással ugyancsak azonosan kiképzett 2 alakítóhüvelyek átmérője a 19 csúcspontban. A rajzon bemutatott 2 alakítóhüvelyek a hagyományos belső gyűrűknek felelnek meg, ahogy azok a radiális gömbcsapágyak előállításához szokásosan felhasználásra kerültek. Ezeknek a 2 alakítóhüvelyeknek szerkezeti elemként, tehát adott esetben belső gyűrűként kell visszamaradniuk az előállítandó 17 idomtestben. A 2 alakítóhüvelyek kialakíthatók teljesen tömör vagy üreges testként is.Each resin molded body 17 to be manufactured is assigned a forming sleeve 2. The outer diameters of the separating discs 3 and the support members 3 'are the same and larger than the diameters of the forming sleeves 2 at the apex 19 which are also identical. The forming sleeves 2 shown in the drawing correspond to conventional inner rings as they are commonly used to make radial ball bearings. These forming sleeves 2 must remain as a structural member, optionally an inner ring, in the mold body 17 to be produced. The forming sleeves 2 can also be formed as a completely solid or hollow body.

Az 5 tekercselőtüskévé összefeszített 3' kitámasztóelemekre, 3 elválasztótárcsákra és 2 alakítóhüvelyekre egy első tekercselési menetben egy első 20 réteget tekercselünk fel, például műgyantával átitatott, megerősített és nyújtott PTFE- és nagy szilárdságú szálakból, amelyeket feltekercselés előtt olyan epoxigyantafürdőben itatunk át, amely grafitpor formájában szilárd kenőanyaggal van dúsítva. Ez az első 20 réteg kikeményedett állapotban egy jó csúszási tulajdonságokkal rendelkező csapágycsúszóréteget képez. Ezen első 20 réteg szálait szokásosan átlapoló tekercseléssel (kb. 60” alatt a tekercselőtüske hossztengelyéhez képest) és vezérelt előfeszítés mellett közvetlenül tekercseljük fel a 2 alakítóhüvelyek gömbszerű csúszófelületére vagy ezen csúszófelület körül.In a first winding, a first layer 20, such as resin-impregnated, reinforced and stretched PTFE and high-strength fibers, which are wound in epoxy fiber prior to winding, enriched with lubricant. This first layer 20, when cured, forms a bearing sliding layer having good sliding properties. The fibers of this first layer 20 are wound directly onto or around the spherical sliding surface of the forming sleeves by conventional overlapping winding (below about 60 'relative to the longitudinal axis of the winding mandrel).

A csúszóréteg műgyantával átitatott szálakból, feltekercseléssel történő előállításának alternatívájaként ez a csúszóréteg egy megfelelően előkészített, a célra alkalmas csúszófólia vagy csúszószövet formájában is felvihető.As an alternative to making the sliding layer from resin-impregnated fibers by winding, this sliding layer may be applied in the form of a suitably prepared sliding film or sliding web.

Erre az első 20 rétegre azután egy második 21 réteget tekercselünk fel epoxigyantával átitatott üvegszálakból, amelyek kikeményedett állapotban hordozóréteget képeznek. Ennek során az üvegszálakat vezérelt előfeszítés mellett átlapoló tekercseléssel (kb. 45°-banThis first layer 20 is then wound with a second layer 21 of epoxy resin impregnated glass fibers which, when cured, form a carrier layer. In this process, the fiberglass is controlled by preload with overlapping winding (approx. 45 °)

HU 212 230 Β a tekercselőtüske hossztengelyéhez képest) egy előre megadott külső átmérő el éréséig tekercseljük fel, amely külső átmérő nagyobb mint a 3 elválasztótárcsák és 3' kitámasztóelemek radiális kiterjedése.230 Β relative to the longitudinal axis of the winding mandrel) is wound to a predetermined outer diameter greater than the radial extension of the separation discs 3 and the props 3 '.

A 22 tekercstest megadott tekercselési vastagságának elérése után befejeződik a tekercselési folyamat és a létrejött 22 tekercstestet hevítéssel kikeményítjük. Ezt követően a 22 tekercstestet egy 24 köszörűkoronggal a 2. ábrán látható módon radiálisán a 22 tekercstest teljes hosszában leköszörüljük a 3' kitámasztóelemek és a 3 elválasztótárcsák külső kerületéig, miáltal a 17 idomtestek elnyerik előírt radiális méretüket és egyúttal kölcsönösen le is vannak választva egymásról.Upon reaching the given winding thickness of the winding body 22, the winding process is completed and the resulting winding body 22 is cured by heating. Subsequently, the coil body 22 is grinded radially along the entire length of the coil body 22 with the grinding wheel 24 to the outer circumference of the support members 3 'and the separation discs 3 so that the shaped bodies 17 are separated from one another.

Ekkor kioldjuk az 5 tekercselőtüske tengelyirányú befeszítését, amelyet követően a 17 idomtestek leválaszthatók a 3' kitámasztóelemekről és a 3 elválasztótárcsákról és így a radiális gömbcsapágyak már kész 23 egyedi darabokként állnak rendelkezésére.The axial tensioning of the winding mandrel 5 is then released, after which the shaped bodies 17 can be detached from the support members 3 'and the separating discs 3, so that the radial ball bearings are already available as individual pieces 23.

Az így elkészített radiális gömbcsapágyak utólagos megmunkálására itt már nincs szükség, mivel a 2 alakítóhüvelyek szerkezeti elemekként, nevezetesen belső gyűrűkként visszamaradnak az őket körülvevő, keményített. szálerősítésű műgyantából készült külső gyűrűkben, ahol a csúszórétegként kialakított első 20 réteg a mindenkori felé eső 2 alakítóhüvelyhez képest elforgatható.Subsequent machining of the radial ball bearings thus produced is no longer required here, since the forming sleeves 2 remain as the structural elements, namely the inner rings, which remain hardened. in outer rings made of fiber-reinforced synthetic resin, wherein the first layer 20 formed as a sliding layer can be rotated relative to the respective forming sleeve 2.

Az így előállított radiális gömbcsapágyak előnye a minimális karbantartási igény és a korrózióállóság, továbbá a kedvező súly és a jó csúszási tulajdonságok (alacsony súrlódási tényező) a belső gyűrű és a külső gyűrű között, továbbá a szennyeződéssel szembeni érzéketlenség. valamint nagy ütőszilárdság és általában az igen jó terhelhetőség.The radial ball bearings thus produced have the advantage of minimal maintenance and corrosion resistance, as well as favorable weight and good slip properties (low friction coefficient) between the inner ring and outer ring and insensitivity to dirt. and high impact strength and generally very good load capacity.

Az alábbiakban példaként egy gömbperselyes gömbcsapágy előállítását ismertetjük, amelynek csapágyszélessége 18 mm, míg a befogadott acélpersely szélessége 22 mm.An example of the production of a ball-bearing ball bearing having a bearing width of 18 mm and a received steel bushing of 22 mm is described below by way of example.

A gyártáshoz 32 darab 40,7 mm gömbátmérőjű, gömbperselyként kiképzett alakítóhüvelyt helyezünk fel távtartó gyűrűkkel egy 30 mm átmérőjű tekercselőtüskére és egy feszítőanya segítségével ezeket tengelyirányban egymáshoz feszítjük. Előzőleg a tekercselőtüskét, a gömbperselyeket és a távtartó gyűrűket gondosan megtisztítottuk. A gömbperselyek és a távtartó gyűrűk felületeit ezt követően megfelelő szétválasztó szerrel kezeltük. A távtartó gyűrűk külső átmérője (47 mm) megfelel az előállítandó, a gömbperselyekre gömbgyűrűk formájában ráültetett idomtestek kívánt külső átmérőinek. A gömbgyűrűk szélességét és ezzel a csapágyszélességet (18 mm) a távtartó gyűrűkön oldalt kiképzett sík radiális felületek határozzák meg.For the manufacture, 32 spherical sleeves formed as spherical bushings having a diameter of 40.7 mm are fitted with spacer rings on a 30 mm diameter coil mandrel and axially tensioned with a tension nut. Previously, the winding mandrel, spherical bushings and spacer rings were thoroughly cleaned. The surfaces of the spherical bushes and spacer rings were then treated with a suitable release agent. The outer diameter (47 mm) of the spacer rings corresponds to the desired outer diameters of the molded bodies to be produced as spherical rings on the spherical bushes. The width of the spherical rings and thus the bearing width (18 mm) is determined by the flat radial surfaces formed on the sides of the spacer rings.

A tekercselési folyamat során tekercseléssel elkészítjük a (csúszórétegből és hordozórétegből álló) gömbperselyt. A csúszóréteg ennek során PTFE-kompozitszálakból áll, mégpedig olyan PTFE-szálakból, amelyek (például a Duponl cég DACRON márkanevű anyagából levő) poliamid szálakkal vannak összesodorva és 660 den végtexturáltsággal rendelkeznek. Ezeket a PTFE-kompozitszálakat toluol bázisú epoxigyantával (a Hüttenes-Albertus cég SINOTHERMDuring the winding process, a spherical sleeve (consisting of a sliding layer and a supporting layer) is produced by winding. The sliding layer is composed of PTFE composite fibers, which are PTFE fibers (e.g. DACONON brand name Duponl) which are woven with polyamide fibers and have a final texture of 660 den. These PTFE composite fibers with a toluene-based epoxy resin (SINOTHERM from Hüttenes-Albertus)

4301 jelű terméke) itatjuk át, amely 12,5 tömeg% (a kereskedelmi forgalomban Atoin 3033 néven kapható) természetes grafit hozzáadásával készül. Az ily módon epoxigyantával átitatott PTFE-kompozitszálakat ezt követően egy állandó, 48,73 m/min nagyságú szálsebességgel feltekercseljük a gömbperselyekre. Ezt mintegy 20 perces tolókemencében végzett szárítás követi 110 ’C-on.4301) which is prepared by adding 12.5% by weight of natural graphite (commercially available as Atoin 3033). The PTFE composite fibers so impregnated with epoxy resin are then wound onto the spherical bushes at a constant fiber velocity of 48.73 m / min. This is followed by drying in a sliding oven for about 20 minutes at 110 ° C.

Ezt követően tekercseljük fel a hordozóréteget. Ehhez 1200 den texturáltságú üvegrostszálakat tekercselünk fel átlapoló tekercseléssel 60 °C-os tekercselési szög mellett egyenletes 48,73 m/min nagyságú tekercselési szög mellett egyenletes 48,73 m/min nagyságú tekercselési szálsebességgel, ahol az üvegrostszálakat szintén toluol bázisú epoxigyantával itatjuk át (SINOTHERM 4301), de természetes grafit hozzáadása nélkül. A kívánt külső átmérő (47 mm) elérése után még egy további zárt tekercsréteget tekercselünk fel, hogy kötést létesítsünk a távtartó gyűrűk közötti egyes elemek között, ahol kb. 1-2 mm-es túlméretet tekercselünk fel. Ezt követően rövid szárítást végzünk egy tolókemencében, amit 90 perces kikeményítés követ 90 °C-on egy edzőkemencében.Next, roll up the backing layer. For this purpose, 1200 den-textured glass fiber fibers are wound up by interlacing at a winding angle of 60 ° C at a constant winding angle of 48.73 m / min and at a uniform winding speed of 48.73 m / min, where the fiberglass fibers are also 4301) but without the addition of natural graphite. Once the desired outer diameter (47 mm) has been reached, an additional closed coil layer is wound to form a bond between each member of the spacer rings, wherein approx. Roll over an oversize of 1-2 mm. Short drying is then carried out in a sliding oven followed by 90 minutes curing at 90 ° C in a training oven.

Egy ezt követő megmunkálási folyamatban a köszörűtüskén levő kikeményített kompozit csövet a gömbpersely készméretére (47 mm) köszörüljük. A feszítőanya kilazítása után az egyes gömbcsapágyak és távtartó gyűrűk levehetők a köszörűtüskéről.In a subsequent machining process, the cured composite tube on the grinding mandrel is ground to a finished spherical bush size (47 mm). After loosening the tension nut, the individual ball bearings and spacer rings can be removed from the grinding pin.

Claims

CLAIMS 1. A method for producing fiber-reinforced resin shaped bodies by winding resin-impregnated fibers onto a coil mandrel and curing the coil body thus formed, characterized in that a forming sleeve (2) and a plurality of separating sleeves (2) are formed. (3) separating the forming sleeve (2) and the supporting members (3 ') as axial closures on a pivot axis (1) and clamping these elements on this pivot axis (1) axially together with the coil (5) the resin-impregnated fibers up to a radial thickness of the coil body (22) that is greater than the radial extension between the support members (3 ') and the spacer discs (3), is wound between the support members (3') on the coil mandrel (5); machining the hardened coil body (22) between the pivoting members (3 ') to the radial extent of the separating discs (3) or, in the absence thereof, to the radial extent of the supporting members (3'), then dissolving the tension and then the shaped body (17) (17) pulling off the crankshaft (1).

Method according to Claim 1, characterized in that the radial extension of the support members (3 ') and the separation discs (3) is of the same size.

A process according to claim 1, characterized by

It is also appreciated that when using a plurality of forming sleeves (2), the radial extension of the support members (3 ') is larger than the separation discs (3).

4. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the resin impregnated fibers are wound into a regular bundle of 5, so that the resin impregnated fibers are wound with controlled biasing overlapping.

5. A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that for the production of bearings, a first fiber layer is first wound on fibers that have been impregnated in a solid lubricated resin bath to form a sliding layer, and then a second layer is wound onto with reinforcing fibers of strength, we use curled PTFE fibers.

6. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the forming sleeves (2) having a spherical outer surface (7) are used.

7. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that, when the shaped bodies (17) are pulled off the pivot axis (1), the forming sleeves (2) are left as a structural element in the shaped bodies (17).

8. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the radial outer surfaces (7) of the forming sleeves (2) are formed as sliding surfaces.

9. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that a sliding film (20) is applied to the radial outer surface (7) of the forming sleeves (2) before winding the resin impregnated fibers.

10. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial end surfaces (16) and contours of the shaped bodies (17) are defined by the axial side surfaces (13) of the separating discs (3) and the support elements (3 ').