JPS58114919A - Manufacture of article through filament winding - Google Patents

Manufacture of article through filament winding

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JPS58114919A
JPS58114919A JP57189972A JP18997282A JPS58114919A JP S58114919 A JPS58114919 A JP S58114919A JP 57189972 A JP57189972 A JP 57189972A JP 18997282 A JP18997282 A JP 18997282A JP S58114919 A JPS58114919 A JP S58114919A
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JP
Japan
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filament
mold
winding
band
article
Prior art date
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Application number
JP57189972A
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Japanese (ja)
Inventor
デ−ル・エヴアンス・スミス
ウオ−レン・ヒル・ピンタ−
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Original Assignee
United Technologies Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • 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
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    • 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
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    • B29C53/584Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features having a non-circular cross-section
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    • B29C53/821Mandrels especially adapted for winding and joining
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般的にはフィラメントワインディングによ
り物品を製造する方法に係り、更に詳細にはフィラメン
トを轡付けることにより形成された物品内に空隙が殆ど
存在しないようフィラメントワインディングにより物品
を製造する方法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates generally to a method of manufacturing an article by filament winding, and more particularly to a method of manufacturing an article by filament winding, and more particularly, by winding filament so that there are almost no voids in the article formed by winding the filament. It pertains to a method of manufacturing an article.

高強度を有する物品を製造するための現今の製造方法に
於ては、フィラメントワインディング法が採用されるこ
とが多い。フィラメントワインディング法は所要の形状
即ち完成した物品の形状にほぼ対応する形状を有する型
又はマンドレルの周りに、バインダ材料のマトリックス
中に配置された高強度フィラメントを巻付け、次いでマ
トリックスを固化させることを含んでいる。かかるフィ
ラメントワインディング法によりエーロフオイルブレー
ドの如き細長い物品を製造する場合には、型及びフィラ
メントを型の長手方向軸線即ちワインゲイン、グ軸纏に
沿って互いに他に対し相対的に往復動させつつ、フィラ
メントを型の周りに巻付けることが一般に行なわれてい
る。この方法によれば複数個のフィラメントのプライが
型上に′配置され、各プライのフィラメントはワインデ
ィング軸輪及び隣接するプライのフィラメントより角方
向(オフセットされる。フィラメントが型上に巻付けら
れる際、フィラメントを型に沿って連続的に往復動させ
るべく、型の端部又は型のセグメントの端部に方向転換
部又はワインディングリングが使用され、フィラメント
をワインディングリングの縁部を越えて且その外面を横
切って轡付け、しかもフィラメントと型との園の長手方
向の相対的変位の方向を逆転させることにより、種々の
曙の端部1回が形成される。
Current manufacturing methods for producing articles with high strength often employ filament winding methods. The filament winding process involves winding high-strength filaments disposed in a matrix of binder material around a mold or mandrel having the desired shape, i.e., a shape that approximately corresponds to the shape of the finished article, and then allowing the matrix to solidify. Contains. When manufacturing elongated articles such as airfoil blades by such filament winding methods, the mold and the filament are reciprocated relative to each other along the longitudinal axis of the mold, i.e., the winding axis. , it is common practice to wrap the filament around the mold. According to this method, a plurality of plies of filaments are placed on a mold, and the filaments of each ply are angularly (offset) from the winding shaft and the filaments of the adjacent ply. , a diverter or winding ring is used at the end of the mold or at the end of a segment of the mold to continuously reciprocate the filament along the mold, and directs the filament past the edge of the winding ring and onto its outer surface. By traversing the filament and reversing the direction of the relative longitudinal displacement of the filament and the mold, the various ends are formed once.

各プライのフィラメントバンドはその前に轡付けられた
プライのフィラメントバンドとワインディング角度の二
倍に等しい成る特定の交差角にて交差する。フィラメン
トの巻付は工程中に型の巻付は表面に垂直に作用する荷
重はフィラメントを実質的に圧縮するには不充分□であ
ることがあるので、上層のフィラメントバンドのプライ
がかくして交差することにより、二つのプライにより形
成された層内に空隙が形成される。かかる空隙によリフ
ィラメントを巻付けられることにより形成された物品の
表面が不規則になり、フィラメントを巻付けることによ
り形成された物品が弱くなり、更にはフィラメントを巻
付けることにより形成された物品の実際の形状が所要の
設計形状に一致しなくなる。
The filament bands of each ply intersect the filament bands of the previous ply at a particular crossing angle equal to twice the winding angle. During the wrapping of the filament, the plies of the upper filament band are crossed, as the load acting perpendicular to the surface of the mold may be insufficient to substantially compress the filament. This creates voids within the layer formed by the two plies. The surface of the article formed by winding the refilament becomes irregular due to such voids, the article formed by winding the filament becomes weak, and furthermore, the article formed by winding the filament becomes irregular. The actual shape of will no longer match the desired design shape.

上述の如きフィラメントワインディング法、即ちフィラ
メントバンド及び型を相対的に型の長手方向に往復動さ
せつつ回転する型の周りにフィラメントバンドを巻付け
る方法は、当初に於ては、フィラメントワインディング
により円筒体又は球の如き規則的な幾何学的形状体を形
成する場合に使用された。かかる規則的な幾何学的形状
体をフィラメントワインディング法により製造する場合
には、フィラメントは実質的に測・地線経路、即ち物品
の表面の互いに隔置された二点間の最短距離を郭定する
経路に沿゛りて巻付けられる。しかし湾   曲されテ
ーバのついた形状を有する大型風hタービンのエーロフ
オイルブレードの如く複雑な不規則な形状体をフィラメ
ントワインディングにより形成する場合には、ワインデ
ィング角度を一定に雑持すべく、フィラメントを測地線
経路以外の経路に沿って轡付けなければならないことが
多く、これによりフィラメントが型又は隣接するフィラ
メント層上に轡付けられる際にフィラメントバンドに対
し横方向の荷重が与えられる。かくしてフィラメントバ
ンドに横方向の荷重が与えられることにより、フィラメ
ントバンド内のロービングが分離され、これによりロー
ビングの分離に起因する空−が形成されることが多い。
The above-mentioned filament winding method, in which the filament band and the mold are relatively reciprocated in the longitudinal direction of the mold, and the filament band is wound around the rotating mold, was initially used to wind a cylindrical body by filament winding. It was also used to form regular geometric shapes such as spheres. When such regular geometric shapes are manufactured by the filament winding method, the filament essentially follows a geodesic path, i.e. the shortest distance between two mutually spaced points on the surface of the article. It is wrapped along the path to be used. However, when forming a complicated irregularly shaped object such as the airfoil blade of a large wind turbine with a curved and tapered shape by filament winding, it is necessary to use filament winding to maintain a constant winding angle. Often the filament must be rolled along a path other than a geodesic path, which imposes lateral loads on the filament band as the filament is rolled onto the mold or adjacent filament layer. This lateral loading of the filament band causes separation of the rovings within the filament band, which often creates voids due to separation of the rovings.

各フィラメントテライは先に轡付けられたフィラメント
プライに交差するので、ロービングの分離に起因する空
隙はその上に轡付けられるフィラメントフライによって
は充填されない。
Since each filament lay intersects the previously laid filament ply, the void caused by the separation of the rovings is not filled by the filament fly laid over it.

前述の如く、フィラメントはエポキシ樹脂の如きバイン
ダ又は接着剤にて含浸され、バインダはフィラメントの
ワインディング工程の後に固化される。フライの交差に
より物品内に形成される′空−′及びフィラメントが測
地線経路以外の経路に沿って巻付けられることに起因す
るフィラメントの分離により物品内に形成される空隙は
バインダの流動により充填されるが、上述の如きフィラ
メントワインディングにより大型風力タービンのブレー
ドを形成す、る場合には、強度を向上させる必要からフ
ィラメントの含有量が比較的高く(バインダの含有量が
比較的小さり)、また固化されていないバインダの実質
的に全てをロービングに密着させんとする毛細管作用及
びウィック作用により、上述の如きバインダの流動は生
じない。
As previously mentioned, the filaments are impregnated with a binder or adhesive, such as an epoxy resin, and the binder is solidified after the filament winding step. The 'voids' formed in the article by the crossing of the flies and the voids formed in the article by filament separation due to the filament being wound along a path other than the geodesic path are filled by the flow of binder. However, when the blades of a large wind turbine are formed by filament winding as described above, the filament content is relatively high (the binder content is relatively small) because of the need to improve the strength. Further, due to the capillary action and wicking action which tend to bring substantially all of the unsolidified binder into close contact with the roving, the binder does not flow as described above.

従って本発明の主要な目的は、物品内に空隙が形成され
ることが最小限に抑えられるよう改良されたフィラメン
トワインディングにより物品を製造fるための方法を提
供することである。本発明によれば、測地線経路以外の
経路に袷ってフィラメントが巻付けられることに起因す
るフィラメント閣の空隙はその上に巻付けられるプライ
のフィラメントにより充填される ! 本発明によれば、上述の如き目的は、一つの層の全ての
フライを一方向に巻付け、これにより任息の一つの閣内
にプライの交差が生じることを排除し、また一つのプラ
イのフィラメントがその層内の下層のプライ内に形成さ
れた空隙を充填し得るようにすることによって達成され
る。また本発明によれば、フィラメントを型の周りに配
置することは、フィラメントが轡付けられる型とその型
の周りに巻付けられるフィラメントのバ、ンドとをそれ
ぞれ同時に往復直線運動及び往復回転運動させることに
より得られる。かかる往復直線運動及び往復回転運動に
よれば、フィラメントバンドは型のワインディング軸線
に沿って型の周りに巻付けられ、フィラメントバンドが
型の端部に到達すると、その運動方向が逆転されてワイ
ンディング軸線に沿って逆方向に直線運動する。かかる
フィラメントバンドの運動方向の逆転とほぼ同時に、フ
ィラメントと型との闇の相対的回転方向も逆転される。
Accordingly, a primary object of the present invention is to provide a method for manufacturing articles by improved filament winding such that the formation of voids within the article is minimized. According to the invention, the voids in the filament cabinet caused by the filament being wrapped over a path other than the geodesic path are filled by the filaments of the ply wound over it! According to the invention, the above-mentioned object is to wrap all the flies of one layer in one direction, thereby eliminating the occurrence of ply crossings in one cabinet of assignment, and also to This is achieved by allowing the filaments to fill the voids formed in the underlying ply within that layer. Further, according to the present invention, arranging the filament around the mold causes the mold to which the filament is wrapped and the band of the filament wound around the mold to undergo reciprocating linear motion and reciprocating rotational motion, respectively. It can be obtained by According to such reciprocating linear motion and reciprocating rotational motion, the filament band is wrapped around the mold along the winding axis of the mold, and when the filament band reaches the end of the mold, its direction of movement is reversed and the filament band is wound around the mold along the winding axis. moves in a straight line in the opposite direction along. At about the same time as this reversal of the direction of movement of the filament band, the direction of relative rotation of the filament and mold is also reversed.

ワインディング軸線に沿うフィラメントバンドの直線運
動の方向及びワインディング軸線の周りの型の回転運動
の方向を同時に逆転することにより、隣接するプライ内
の各ロービングは型の周りに一定のワインディング角度
にて巻付けられ、これによりフィラメントの交差及びこ
れに起因して生じる空隙が確実に排除される。またワイ
ンディング角度が一定であることにより、上層のプライ
のロービングは下層のプライのロービング闇に生じた空
隙を充填することができる。
By simultaneously reversing the direction of linear movement of the filament band along the winding axis and the direction of rotational movement of the mold about the winding axis, each roving in an adjacent ply is wrapped around the mold at a constant winding angle. This ensures that filament crossings and resulting voids are eliminated. Also, by keeping the winding angle constant, the rovings of the upper ply can fill the voids created by the rovings of the lower ply.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention will be explained in detail below by way of example embodiments with reference to the accompanying figures.

添付の第1図に、非円形の細長い断面形状を有する物品
が公知のフィラメントワインディング法により製造され
ている状態にて図示されている。
1 of the accompanying drawings, an article having a non-circular elongated cross-sectional shape is illustrated as being manufactured by the known filament winding process.

この場合物品は大型風力タービンに使用される細長いエ
ーロフオイルブレードである。フィラメントワインディ
ング法は回転軸(スピンドル)13を含み、型16がそ
の型の長手方向軸線即ちワインディング角度の周りに回
転軸と共に回転するよう型16が回転軸13上に装着さ
れたワインディングマシン10にて実施される。ワイン
ディングマシン10はトラック22に沿って往復直線運
動をすることによりワインディングマシンの長手方向に
沿って往復動するキャリッジ、即ちワインディングヘッ
ド19を含んでいる。ワインディングヘッド19はガラ
ス繊維の知者複数個の連続的なフィラメント(ロービン
グ)25をその適当な源(図示せず)より受け、各フィ
ラメントが当技術分野に於て良く知られた要領にてマト
リックスとしてのバインダ内に集合的に配置されるよう
、フィラメントをエポキシ樹脂又は他の適当な物質の如
き適当なバインダにて被覆する。フィラメントは互いに
平行に配向されたロービングの一つ又は複数個の層を含
むバンド、又は一つのストランド又は束をなすロービン
グとして型16に巻付けられる。この方法により形成さ
れるエーロフオイルブレードはフィラメントよりなる複
数個の巻付けられた■を含んでいる。この場合rllJ
とは型のam上又は隣接する内層上にロービングが連続
的に且完全に轡付けられた状態をいう。図示の如く、各
巻回は型16のワインディング軸線に対し角方向にオフ
セットされており、かくして各巻回をワインディング軸
線に対し成る角度にて配向することは、型16に対しワ
インディングヘッド19を型の長手方向に運動させるこ
とによって得られ、型の回転速度に対するワインディン
グヘッドの相対速度により各巻回の角方向が決定される
。第1図に示された第一の、即ち最も内側のフライを轡
付ける場合には、バインダにて処理されたフィラメント
バンドの端部が型16の端部に固定され、ワインディン
グヘッド19を型の長手方向に図にて右より左へ移動さ
せつつ型16がその長手方向軸線の周りに回転される。
In this case the article is an elongated Aerofoil blade used in large wind turbines. The filament winding process is carried out in a winding machine 10 which includes a spindle 13 and on which the die 16 is mounted such that the die 16 rotates with the axis of rotation about the longitudinal axis or winding angle of the die. Implemented. The winding machine 10 includes a carriage or winding head 19 that reciprocates along the length of the winding machine by reciprocating linear motion along a track 22. The winding head 19 receives a plurality of continuous filaments (rovings) 25 of glass fiber from a suitable source (not shown), each filament being attached to a matrix in a manner well known in the art. The filaments are coated with a suitable binder, such as an epoxy resin or other suitable material, such that the filaments are collectively disposed within a binder. The filament is wrapped around the mold 16 as a band or a strand or bundle of rovings comprising one or more layers of rovings oriented parallel to each other. The airfoil blade formed by this method includes a plurality of wrapped volleys of filament. In this case rllJ
refers to a state in which the roving is continuously and completely laid on the am of the mold or on the adjacent inner layer. As shown, each turn is angularly offset relative to the winding axis of the mold 16, and thus orienting each turn at an angle to the winding axis means that the winding head 19 relative to the mold 16 is aligned with the longitudinal axis of the mold. The relative speed of the winding head to the rotational speed of the mold determines the angular direction of each turn. When winding the first or innermost fly shown in FIG. The mold 16 is rotated about its longitudinal axis while moving longitudinally from right to left in the figure.

ワインディングヘッド19が方向転換部30に近付くと
、フィラメントの端部巻回32が配置される。ワインデ
ィングヘッド19が型16の端部を通過すると、フィラ
メントは方向転換部30の縁部より突出する一つ又はそ
れ以上のスパイクにより捕捉される。ワインディングヘ
ッド19は方向転換部30を通過した後、その運動方向
を逆転し、これにより方向転換部30の外面を横切って
フィラメントが轡付けられ、しかる後フィラメントはそ
のフィラメントが最初に捕捉されたスパイクより隔置さ
れた位1に設けられた多数のスパイクに捕捉される。ワ
インディングヘッド19が型16に沿って反対方向に直
線運動し始めると、端部巻回32上にこれに交着する端
8B1#回37が配置される。型16を回転させつつワ
インディングヘッド19が図にて左より右へ型16に沿
って連続的に直線運動すると、フィラメントの互いに隔
値された巻回よりなる第二のプライが形成される。ワイ
ンディングヘッド19が第1図に示された方向に型16
に沿って直線運動し、しかる後ワインディングヘッド1
9の運動方向が逆転されると、第三のフライが形成され
る。第三のプライのロービング巻回は第一のプライの巻
回とほぼ平行であり且これに近接しており、しかも第二
のプライの巻回上にこれに交差するものであることが理
解されよう。ワインディング5ヘツドが型に沿って同一
方向に澤動することにより、型に対し斜めに配置された
プライに平行に侵統の各プライが配置される。かかるプ
ロセスを連続的に繰返すことにより、二つのプライの厚
さを有する一細工構造にてロービングの完全な廟が型上
に配置される。
As the winding head 19 approaches the turning section 30, an end turn 32 of the filament is placed. As the winding head 19 passes the end of the mold 16, the filament is captured by one or more spikes projecting from the edge of the diverter 30. The winding head 19 reverses its direction of movement after passing the deflection section 30, thereby winding the filament across the outer surface of the deflection section 30, after which the filament returns to the spike in which it was originally captured. It is captured by a number of spikes located at more distant locations. When the winding head 19 begins to move linearly in the opposite direction along the mold 16, an end 8B1# turn 37 is placed on the end turn 32 to intersect therewith. As the winding head 19 continuously moves linearly along the mold 16 from left to right in the figure while rotating the mold 16, a second ply of mutually spaced turns of filament is formed. The winding head 19 moves the mold 16 in the direction shown in FIG.
The winding head 1 moves linearly along the winding head 1.
When the direction of movement of 9 is reversed, a third fly is formed. It is understood that the roving turns of the third ply are generally parallel to and proximate to the turns of the first ply, and intersect therewith on the turns of the second ply. Good morning. By sliding the winding five heads in the same direction along the mold, each invasive ply is placed parallel to the ply that is placed diagonally to the mold. By successively repeating this process, a complete mausoleum of roving is placed on the mold in one piece of construction having a thickness of two plies.

第2図及び第3図に三つのプライが拡大して図示されて
いる。ロービング40は型16上に型のワインディング
軸線より角方向にオフセットして巻付けられた第一のプ
ライを示している。説明の目的で、第2図は第1図と実
質的に同一方向にとられているものと仮定すれば、ロー
ビング40はワインディングヘッド19が第1図に於て
右より左の方向へ型16に沿って直線運動する際に巻付
けられたものであることが解る。ワインディングヘッド
19が型16の端部に到達し、その元の位習へ向けて、
即ち左方より右方へ運動方向を転換するとフィラメント
45を含むプライが轡付けられる。ワインディングヘッ
ド19がこの方向にて型1−6に沿ってその端部まで直
線運動すると、ワインディングヘッドはその方向を転換
して第1図に於て右より衣へ運動し、ロービング45上
にこれに交差して、ロービング40に平行であり且こ 
  (れに近接したロービング50を含む第三のプライ
を配置する。
Three plies are shown enlarged in FIGS. 2 and 3. Roving 40 represents a first ply wrapped onto mold 16 angularly offset from the winding axis of the mold. For purposes of explanation, assuming that FIG. 2 is taken in substantially the same direction as FIG. It can be seen that it is wrapped when moving in a straight line along the . The winding head 19 reaches the end of the mold 16 and turns toward its original position.
That is, when the direction of movement is changed from left to right, the ply containing the filament 45 is wedged. When the winding head 19 moves linearly in this direction along the mold 1-6 to its end, the winding head changes its direction and moves from the right in FIG. intersects the roving 40 and is parallel to the roving 40.
(Place a third ply containing rovings 50 in close proximity to this).

第3図に図示されている如く、ロービング40及び45
は型16の表面と共働して、ロービング40により形成
されたバンドの縁部と型16に接触するロービング45
の部分との間に空隙55を形成する。ロービング40と
ロービング45との交差の如き各ロービングの交差によ
り同様の空隙が形成され、フィラメントが轡付けられる
ことにより形成された大きな物品の一つの層には何間も
のかかる空隙が形成されることが理解されよう。
Rovings 40 and 45 as shown in FIG.
roving 45 cooperates with the surface of mold 16 to contact the edge of the band formed by roving 40 and mold 16.
A gap 55 is formed between the two parts. Similar voids are created by the intersection of each roving, such as the intersection of rovings 40 and 45, and many such voids are formed in one layer of a large article formed by traversing filaments. will be understood.

フィラメントが巻付けられることにより形成された大き
な物品は多数のかかる層を含んでいることを考えると1
、かかる物品には信子ものかかる空隙が形成されること
が解る。
Considering that large articles formed by winding filaments contain a large number of such layers, 1
It can be seen that such voids are formed in such articles.

本明細書の従来技術の説明に於て述べた如く、複雑な形
状の物品をフィラメントワインディングにて形成する場
合には、フィラメントを必ずしも測地線経路に沿って巻
付けることができる訳ではない。従ってフィラメントを
測地線経路以外の経路に沿って巻付ける必要があり、当
業者には理解され得る如く、かかるフィラメントの巻付
けにより一つのフィラメントバンド内の各フィラメント
を互いに分離させ、そのバーンド内に細長い空隙を形成
する応力が惹起される。かがるバンド内空隙は、空隙5
5の場合と同様、フィラメントを巻付けることにより形
成された物品の固有の強度を低減する。
As mentioned in the description of the prior art herein, when an article with a complex shape is formed by filament winding, it is not always possible to wind the filament along a geodesic path. It is therefore necessary to wind the filament along a path other than a geodesic path, and as will be appreciated by those skilled in the art, such winding of the filament separates the filaments within a filament band from each other and causes the filaments within the band to Stresses are induced that form elongated voids. The gap in the band to be bent is the gap 5
As in case 5, winding the filament reduces the inherent strength of the article formed.

本発明によれば、公知のフィラメントワインディング法
に固有の上述の如き空隙は、複数個のロービングよりな
る一〇の層内に全てのプライを一様に配向することによ
り、実質的に排除される。
According to the present invention, the above-mentioned voids inherent in known filament winding processes are substantially eliminated by uniformly orienting all plies in ten layers of rovings. .

第4図に第1図に示されてものと実質的に同一のワイン
ディングマシンが図示されている。また第4図に示され
ている如く、型16は説明の目的で実質的にニー0フオ
イルブレードの形状をなしている。型16を回転軸13
上にて回転させつつワインディングヘッド19を往復直
線運動させることにより、バインダにて処理されたフィ
ラメント(ローピンク)が型上に巻付・プられる。しが
し上述の公知のフィラメントワインディング法の場合と
興なり、本発明による方法に於ては、ワインディングヘ
ッド、従ってフィラメントバンドを型16に対しワイン
ディングマシンの長手方向に往復動させつつ、轡付けら
れていないフィラメントバンドに対し型16が往復回転
運動せしめられる。
FIG. 4 depicts a winding machine substantially identical to that shown in FIG. As also shown in FIG. 4, the mold 16 is, for purposes of illustration, substantially in the shape of a neef oil blade. The mold 16 is connected to the rotating shaft 13
By reciprocating and linearly moving the winding head 19 while rotating it above, the binder-treated filament (low pink) is wound and pulled onto the mold. However, in contrast to the above-mentioned known filament winding method, in the method according to the invention, the winding head, and therefore the filament band, is reciprocated relative to the mold 16 in the longitudinal direction of the winding machine, while the winding is carried out. The mold 16 is caused to reciprocate and rotate with respect to the filament band that is not in use.

本発明によれば、型16の回転方向の逆転は、ワインデ
ィングヘッド19の直線運動の方向転換と実質的に同時
に行なわれる。第4因に於て、第一のプライはワインデ
ィングヘッド19が第4図に於て右より左へトラック2
2に沿って直線運動しているlに型16を矢印の方向に
回転させることにより轡付けられる。ワインディングヘ
ッド19が型の図にて左端に到達すると、ロービングは
上述の要領にて方向転換部に設けられたスパイクに捕捉
ぐれ、ワインディングヘッド及び型はそれぞれの運動方
向を転換し、型は矢印65の方向に回転し、ワインディ
ングヘッドは第4図に於て左より右へ移動するようにな
り、これにより第二のプライの巻回の何れも第一のプラ
イの巻回に交差することなく、第二のプライが第一のプ
ライに平行に且これに並んだ状態で型上に巻付けられる
。かかるプロセスを継続することにより、ロービングバ
ンドが互いに平行に並んだ状態にて配置され、これによ
り一つのロービングの厚さと同一の厚さを有する完全な
フィラメント層が形成される。従って、一つの層内には
フィラメントバンドの交差は発生せず、従ってフィラメ
ントバンドの交差により生じる空隙が排除されることが
解る。また本発明による方法によれば、フィラメントの
直径の二倍に等しい厚さを有し各巻回が互いに平行であ
る層が形成されることが解る。か(してフィラメントを
測地線経路以外の経路に沿って巻付けることによりバン
ド内空隙が生じたとしても、フィラメントの巻付はプロ
セスが継続されるうちに、その上に平行に巻付けられる
ローピンクによりバンド内空隙が容易に充填される。
According to the invention, the reversal of the direction of rotation of the mold 16 takes place substantially simultaneously with the reversal of the direction of the linear movement of the winding head 19. In the fourth cause, the winding head 19 of the first ply moves from the right to the left in the track 2 in FIG.
The mold 16 is rotated in the direction of the arrow to attach the mold 16 to the mold 1 which is moving linearly along the arrow 2. When the winding head 19 reaches the left end in the drawing of the mold, the rovings are caught by the spikes provided at the direction changing part in the manner described above, the winding head and the mold change their respective directions of movement, and the mold moves in the direction of the arrow 65. , the winding head moves from left to right in FIG. 4, so that none of the turns of the second ply intersect the turns of the first ply. A second ply is wrapped onto the mold parallel to and aligned with the first ply. By continuing the process, the roving bands are arranged parallel to each other, thereby forming a complete filament layer having a thickness equal to that of one roving. Therefore, it can be seen that no crossing of filament bands occurs within one layer, and thus voids caused by crossing of filament bands are eliminated. It can also be seen that, according to the method according to the invention, a layer is formed whose thickness is equal to twice the diameter of the filament and whose turns are parallel to each other. Even if winding the filament along a path other than the geodesic path results in an intraband void, the filament winding will continue as the process continues with the rolls wound parallel to it. Pink easily fills the intraband voids.

本発明による方法は他の種々の利点を有している。例え
ば連続的なフィラメント層の厚さは一つのフィラメント
の直径に等しいので、各層が一つのフィラメントの直径
の二倍に等しい厚さを有し上述の如き篩細工構造を有す
る従来のフィラメントワインディング法の場合に比して
、フィラメント層の厚さをより正確な寸法に制御するこ
とができる。更に圧縮力を与えるための過剰の張力(か
かる過剰の張力はフィラメントを破断し−1従ってワイ
ンディングプロセスを中断させる危険性がある)を伴う
ことなく、互いに密着した状態にて上層の平行なプライ
を巻付けることができる。
The method according to the invention has various other advantages. For example, since the thickness of successive filament layers is equal to the diameter of one filament, a conventional filament winding method in which each layer has a thickness equal to twice the diameter of one filament and has a sieve structure as described above The thickness of the filament layer can be controlled to more precise dimensions than would otherwise be the case. The parallel plies of the top layer are brought into close contact with each other without excessive tension to provide further compressive forces (such excessive tension risks breaking the filaments and thus interrupting the winding process). Can be wrapped.

第5図に本発明の他の一つの実施例について第4図の型
の左端部に対応する部分が図示されている。この第4図
の実施例に於ては、巻付は方向が逆転される前にロービ
ングが方向転換部の表面を横切って回転軸の周りに巻付
けられるようロービングが方向転換部上に捕捉される。
FIG. 5 shows a portion corresponding to the left end of the mold shown in FIG. 4 regarding another embodiment of the present invention. In this embodiment of FIG. 4, the wrapping is such that the rovings are captured on the deflection section so that the rovings are wrapped around the axis of rotation across the surface of the deflection section before the direction is reversed. Ru.

しかし第5図に示された実施例に於ては、ロービングが
方向転換部上に捕捉された直後に、ロービングが第一の
プライに平行に且第−のプライの巻回に隣接して逆方向
に轡付けられるよう、第二のプライを巻付けることが可
能である。このことにより方向転換部の表面を横切って
回転軸の周りにロービングが配置されることが排除され
、これにより物品製造の経済性が向上される。
However, in the embodiment shown in FIG. 5, immediately after the roving is captured on the turning section, the roving is reversed parallel to the first ply and adjacent to the turn of the second ply. It is possible to wrap the second ply so that it is wrapped in the direction. This eliminates the placement of rovings around the axis of rotation across the surface of the redirection, thereby improving the economics of article manufacture.

本発明を実施するに際しては、隣接する腸のフィラメン
トは互いに平行であってもよく、また互いに他に対し角
方向にオフセットされてもよいことが理解されよう。フ
ィラメントを巻付けることにより形成された物品内に空
隙が形成されることを排除するためには、互いに平行な
フィラメントより各層を形成するだけでよい。隣接する
■の各フィラメントは例えばその物品内に空隙を発生さ
せることなく所要の強度要件に適合するよう角方向にオ
フセットされてよい。
In practicing the present invention, it will be appreciated that adjacent intestinal filaments may be parallel to each other, or may be angularly offset from each other. In order to eliminate the formation of voids in the article formed by winding the filaments, it is only necessary to form each layer from filaments that are parallel to each other. Adjacent 1 filaments may be angularly offset, for example, to meet the required strength requirements without creating voids within the article.

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であること
は当業者にとって明らかであろう。
Although the present invention has been described in detail with respect to specific embodiments above, the present invention is not limited to such embodiments, and it is understood that various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be clear to those skilled in the art.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は公知のフィラメントワインディング法により物
品が製造されている状態を示す斜視図である。 第2図は第1図に示された物品の一部を拡大して示す解
図的部分図である。 第3図は第2図の纏3−3による解図的断面図である。 第4!!Iは本発明による方法により物品が形成されて
いる状態を示す第1図と同様の斜視図である。 第5図は本発明の他の一つの実施例によるフィラメント
ワインディングにより形成されている物品の一部を示す
部分斜視図である。 10・・・ワインディングマシン、13・・・回転軸。 16・・・型、19・・・ワインディングヘッド、22
・・・トラック、25・・・ロービング、30・・・方
向転換部。 32.37・・・端部巻回、40,45.50・・・ロ
ービング、55・・・空隙 特許出願人  ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポ
レイション
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which an article is manufactured by a known filament winding method. FIG. 2 is an illustrative partial view showing a part of the article shown in FIG. 1 on an enlarged scale. FIG. 3 is an illustrative sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2. Fourth! ! 1 is a perspective view similar to FIG. 1 showing an article being formed by the method according to the invention; FIG. FIG. 5 is a partial perspective view showing a portion of an article formed by filament winding according to another embodiment of the present invention. 10... Winding machine, 13... Rotating shaft. 16... type, 19... winding head, 22
...Truck, 25...Roving, 30...Direction change section. 32.37...End winding, 40,45.50...Roving, 55...Void Patent Applicant: United Chiknoroses Corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 接着剤にて含浸されたフィラメントのバンド(25)を
型(16)の周りに巻付けることを含むフィラメントワ
インディングにより物品を製造する方法にして、前記型
(16)及び前記バンド(25)の相対的往復直線運動
と同時に前記型(16)及び前記バンド(25)を相対
的に往復1転運動させ、前記型(16)及び前記バンド
(25)の相対的回転運動の方向の変化は前記型(16
)及び前記バンド・(25)の相対的往復直線運動の方
向変化と実質的に同時に行なわれ、これにより前記型上
に一つの層として轡付けられた実質的に全てのフィラメ
ントは前記型を通る軸線に対し一様な各方向に配向され
ることを特徴とする方法。
A method of manufacturing an article by filament winding comprising wrapping a band (25) of filament impregnated with an adhesive around a mold (16), the method comprising: Simultaneously with the reciprocating linear movement of the target, the mold (16) and the band (25) are caused to make a single reciprocating motion relative to each other, and the change in the direction of the relative rotational movement of the mold (16) and the band (25) is controlled by the mold (16) and the band (25). (16
) and said band (25) substantially simultaneously with the change in direction of the relative reciprocating linear motion of said band (25), whereby substantially all of the filaments deposited in one layer on said mold pass through said mold. A method characterized in that it is oriented in each direction uniformly with respect to an axis.
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