JPH0335099B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特許請求の範囲第１項の上位概念に
記載の繊維強化材料からなる構造部分の巻取装置
に関する。

この種の装置で、導管、即ち断面形材、ホース
等を巻取成形する。横断面形が楕円である構造体
を巻取成形するこの種の装置は、ドイツ連邦共和
国第2300816号公告公報に記載されているように
周知である。この種の装置ではボビンから引出さ
れたロービングを樹脂含浸槽に通し、これを較正
ローラで定寸及び定量し、ここから巻取軸の巻取
位置に供給している。巻取位置設定工具は、自在
支持した巻取ヘツドを有するアームを有し、巻取
ヘツドは重力を受けて巻取軸乃至既に巻取られた
構造体に接触する。

一様な方向性を有する繊維材料からなる非回転
対称構造部分を製造する際、従来繊維ストランド
乃至ロービングを巻取軸乃至型上の全周に一定の
垂直力で押圧できない点に問題があつた。即ち、
巻取軸の回転位置に応じて押付力が巻取軸の繊維
設定位置の接線に対して法線方向には作用せず、
ストランドの引張り力が構造体の接線平面の垂直
方向には相異つたベクトルを生じているのであ
る。構造体及び巻取軸の型に応じて垂直力が大き
く変化する。この点は、垂直力が最大値になる付
近で巻取軸上の繊維層が強く押付けられ、この位
置では構造体の肉厚が他の位置よりも薄くなり、
肉厚が厚い位置の構造体部分は強度が低下すると
いう結果を生じる。

回転対称的構造体又は非回転対称的構造体の巻
取成形であるかどうかを問わず、垂直力が高すぎ
る場合、ロービング乃至ストランドが、既に巻取
つた繊維層に喰い込むということも生じる。この
様に喰い込むことは、構造体中の繊維−合成樹脂
の相互配分を不均一にし、従つて再生産不能とす
る。この点を防ぐために、巾の広いストランド乃
至ロービングを用いることも可能である。この巾
の広いストランドは較正装置、例えば引抜きダイ
ス又は定量及び定寸ロール（ピン）装置内で所望
の巾と所望の結合剤（合成樹脂）に定寸及び定量
される。ストランド乃至ロービングバンドの巾に
より、既に巻取つたストランドの層内に喰い込む
ことを防いでいる。しかし、非回転対称的構造体
では垂直力の分配は常に不均一である。ストラン
ド乃至ロービングバンドを較正装置から引出す引
出し力はストランド乃至ロービングバンド内に含
まれる繊維の数に対応して増加する。巻取軸乃至
構造体の繊維層は大きな引出し力により押付けら
れ、この位置での垂直力は高くなる。

引出し力をストランド乃至ロービングバンドの
巻取り位置直接ではなく構造体に作用させるの
で、較正装置から引出されたストランド乃至ロー
ビングバンドをスプールに巻き、次いで合成樹脂
を含浸して巻取られたストランドをスプールから
押付工具に供給することもよいが、この製造工程
は非常にコスト高であると共に長時間を必要とす
る。

本発明は、構造体全体に亘り物質のストランド
の結合を有する回転対称及び非回転対称的構造部
分を製造可能とした巻取装置を提供することにあ
る。

この課題は特許請求の範囲第１項の特徴部分の
構成により解決する。

本発明によれば較正装置と巻取位置の間に捲回
ドラムを設け、この周りをストランド乃至ロービ
ングが少なくとも１回案内される。捲回ドラムは
駆動され、又較正装置からストランドを引出すた
めに必要な大きな引出し力を生じる。捲回ドラム
から出るストラヲドは巻取位置方向にほぼ応力な
して保持され、従つて巻取位置でのストランドの
押付力は、押付工具と繊維に張力を与える錘によ
り与えられる。捲回ドラムは巻取り位置と較正装
置間をほぼ切離す切離し装置として働くので引出
し応力の高い周知の欠点をなくすことができる。

押付工具は次の様に構成されている。

押付工具により、巻取位置のストランドが巻取
軸の形状とは無関係に巻取軸に対してほぼ一定の
垂直力で押付けられるように構成する。前述周知
の回転対称的形状に対してもこの押付力が与えら
れるのは当然である。非回転対称的構造体を巻取
成形する装置では、巻取位置の押付力は巻取軸の
型に対応して制御され、従つて構造体の全周に亘
つて略々一定の垂直力を生じる。非回転対称的構
造体を巻取成形する際捲回ドラムと巻取位置との
間にストランド用の補償部分を設けている。非回
転対称構造体の形により巻取軸が一定回転しても
その周速は異つているから、構造体の周に沿つて
単位時間当りに巻取られる繊維の長さも変化す
る。補償部分は複数のローラー（滑車）からな
り、そのローラーのうち動滑車として働くローラ
ーには錘が設けられている。このローラーによ
り、巻取位置でのストランドの張力を一定にして
巻取軸の周速の差を補償している。

捲回ドラムの表面は、この表面とストランドの
間には摩擦があるが付着が生じないように選択
し、ストランドが捲回ドラム上を滑らないよう
に、又損傷も生じないようにしている。この場合
ドラムの速度を選択することによりストランドの
引出し速度及び引出し力も制御できる。

次に図示の実施例により本発明を詳細に説明す
る。

繊維強化材料からなる構造体２を巻取り成形す
るための装置１はボビン支持体３からなり該支持
体３内に３個のボビン４が設けられている。ボビ
ン４から引出されるロービングストランドは樹脂
含浸槽６に通され、この槽６は複数の含浸ローラ
ーと転向ローラーとからなり、この槽６内で樹
脂、即ち結合剤がストランドに含浸される。

ロービングストランドは、図示していない櫛状
体により相互に平行に整えられ、引抜きダイス７
内で較正される。引抜きダイス７は例えば、ロー
ラー又は定寸棒により形成された間隙を有し、こ
の間隙はストランド８の所望横断面形に対応して
いる。引抜きノズル内で一方ではストランドの横
断面形、他方ではストランドに含まれる樹脂の量
を調整する。引抜きノズルを通じてストランドを
引出すためには、ロービングストランドの数と含
浸樹脂量に対応した比較的大きな力を必要とす
る。

この繊維ストランドは巻取軸９に案内され、巻
取軸９上で巻取られ長方形状の構造体２が製造さ
れる。周知の様にストランド８を巻取軸９に直接
供給すると、引抜きノズルを通じてストランドを
引抜くときに巻取軸の回転により生じる引出し力
が巻取軸に働く垂直力と、既に部分的に巻取軸上
に形成した構造体に作用する（第２ａ，２ｂ図参
照）。長方形の巻取軸は、この巻取軸に既に一部
巻取られた構造体と共に、ストランドが長方形の
長さの長い側にある位置を占めると、ストランド
を通じて伝達される引張り力Ｐは巻取軸乃至構造
体表面に対して垂直に働くベクトルは生じない。
従つて巻取軸乃至巻取軸上に巻取られた構造体の
一部には押付工具１０の押付力しか働かない。

ストランド８が巻取軸の長方形の角部で巻取ら
れる位置にあるとき（第２Ｂ図参照）、引張り力
Ｐは巻取位置の巻取軸の形に対し垂直なベクトル
を有することになる。構造体２が既に一部巻取軸
上に巻取られている場合、この巻取位置にある繊
維層はこの垂直ベクトルにより押付けられ、更に
又押付工具の押付力も受ける。この様にして、巻
取軸に対して垂直に作用する力Ｎは巻取軸が回転
している間に構造体乃至巻取軸の外周で変化す
る。このように垂直力が変化するのに対応して、
構造体の肉厚は外周に沿つて一定ではなく、従つ
て垂直力が最大である位置で構造体の肉厚が最小
となる。

第１図による装置では、巻取軸９と引抜きノズ
ル７との間に捲回ドラム１１を設けていて、該ド
ラム１１周りにノズル７から出たストランド８が
数回捲回されて、捲回ドラム１１によつて引出さ
れ、補償部分１２を介して巻取軸に案内されてい
る。捲回ドラム１１はストランドの引出し方向に
回転駆動される（第１図矢印）。第１図に示され
ている場合、ストランドは捲回ドラム周りに２個
のらせん状に案内されている。ドラム上にらせん
状に捲回するのは、ドラムの軸を僅かに傾斜さ
せ、即ちストランド引出し方向に対して直角にな
らないようにすると可能である。

捲回ドラム１１はモーターにより駆動される。
捲回ドラム１１の表面は、ストランドが所定の摩
擦抵抗を以てドラムの表面で案内されるように形
成されている。捲回ドラムが駆動されると、ドラ
ムはストランドに引張り力Ｐを与え、この引張り
力Ｐは、ドラムとストランド間の摩擦抵抗とドラ
ムの回転速度と、ドラムに巻付いたストランドの
長さにより与えられる。捲回ドラムがストランド
に対して所定の滑りを生じるから駆動されるよう
にすることも可能であるが、ストランドとドラム
間に滑りを生ぜしめず、従つてこれ等両部品間に
付着摩擦を生ぜしめるようなことも着想できる。
ドラムとストランド間に滑りを伴わせて駆動する
ことは、引張り力Ｐを使用条件に対応して変化さ
せるべき場合に特に有利に使用できる。

捲回ドラム１１から引出されたストランドは実
質的に力がない。その理由はストランドが捲回ド
ラムの回転方向に従つて連行されるからである。
ストランドは補償部分１２を通じて案内され、該
補償部分１１は定滑車として働く固定ローラー１
４と錘１５で負荷した動滑車として働く動ローラ
ー１６からなる。ストランドは補償部分２から巻
取軸９に案内され、ここで押付工具１０で押付け
られる。補償部分１２は一定の回転速度で回転す
る。巻取軸の単位時間当りそれぞれ異つた巻取長
さを補償する。又動ローラー１６に設けた錘１５
によりストランド８の張力を所望値に調節され
る。この張力はストランドを引抜きノズル７から
引出すための引出し力より本質的に小さい。

巻取軸９上にストランド８が押付工具１０によ
り設置及び押付けられ、その際押付工具１０はス
トランドが巻取軸の回転位置とは無関係に常に一
定の垂直力Ｎで巻取軸乃至既に巻取軸上に形成し
た部分構造体上に配置されるように構成されてい
る。押付工具は押付ローラー１７を有し、該ロー
ラー１７はシリンダー１８とピストン棒１９を介
して接続している。シリンダー１８は空圧で作動
する。図示していない制御装置により、シリンダ
ー内の圧力が制御され、前述の一定の垂直力を構
造体の全周に亘つて生じるようにする。空圧制御
の替りに、前記の周知公報に記載の機械的制御を
使用してもよい。例えばカムにより制御される押
棒を介して垂直力Ｎを巻取軸の全周に亘つて一定
に調節してもよい。押付工具は非回転対称的巻取
軸及び構造体のみの場合に制御される必要があ
る。回転対称的巻取軸、即ち円管、リング等で
は、垂直力は周知の装置でも均一であり、横断面
形が大きくなると非常に高くなる。そこで回転対
称的構造体でも本発明による装置で有利に製造で
きることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による巻取装置の概略説明図で
あり、第２ａ，２ｂ図は巻取軸に働く垂直力の作
用を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貯蔵ボビンから引き出され繊維ストランドを
   粘結剤で含浸するため案内される含浸浴槽と、含
   浸した繊維ストランドを所望の断面形及び所望の
   粘結剤割合にする較正ローラー乃至は較正ピン装
   置又は較正ノズル等の如き定寸装置と、較正され
   た繊維ストランドが巻付け案内され、定寸装置に
   接続し繊維ストランドを引き出す方向に駆動され
   る捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置と、駆動され
   回転する巻取軸に案内される繊維ストランドを巻
   取軸に押し付ける押付工具とを有する、繊維強化
   されストランド形状の材料からなる特に非回転対
   称の構造体の巻取装置において、繊維ストランド
   ８が定量及び定寸装置（引抜きノズル７）から単
   に捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置１１により引
   き出され、その後ほとんど応力なしに押付工具１
   ０の方へ案内されることを特徴とする巻取装置。 ２ 押付工具１０が、繊維ストランド８を巻き取
   る位置で巻取軸に対しほぼ一定の垂直力Ｎに調節
   するために制御される動力要素（シリンダー１
   ８）を備えていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の巻取装置。 ３ 駆動される捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置
   １１の回転軸が繊維ストランドの引き出し方向に
   対して幾らか斜めに設定されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   巻取装置。 ４ 捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置が滑りを伴
   い前記ドラム乃至ドラム装置の周りに巻かれた繊
   維ストランド８に対して駆動可能となつているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項
   のうちの１項に記載の巻取装置。 ５ 捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置１１の回転
   速度が調節可能であることを特徴とする特許請求
   の範囲第４項に記載の巻取装置。 ６ 捲回ドラム乃至は捲回ドラム装置１１と押付
   工具１０との間で繊維ストランド８が補償区間１
   ２を介して案内され、この補償区間が２個の固定
   の偏向ローラーと１個の可動の偏向ローラー１
   ４，１６とからなり、その際可動の偏向ローラー
   が錘１５で負荷されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第５項のうちの１項に記載
   の巻取装置。