JPS6141100A - 強化繊維プラスチツクの圧力タンクとその製造法 - Google Patents

強化繊維プラスチツクの圧力タンクとその製造法

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JPS6141100A
JPS6141100A JP15684385A JP15684385A JPS6141100A JP S6141100 A JPS6141100 A JP S6141100A JP 15684385 A JP15684385 A JP 15684385A JP 15684385 A JP15684385 A JP 15684385A JP S6141100 A JPS6141100 A JP S6141100A
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tank
pressure
cylinder
layer
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JP15684385A
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ゲオルグ　スカリー
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MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の分野 本発明は強化繊維プラスチックからの圧力タンク及びそ
の製造法に関覆る。
従来の技術 円筒状の中央部及び中央部端部に装着したドームを持つ
圧ノコタンクのどき中央部にかかる圧力負荷はドームに
かかる圧力負荷よりし大きいことはよく知られている１
、このことを考広して、すでに圧力タンクの円筒状の中
央部を中央部の耐圧性を高かめるために強化繊郭プラス
チックからの被覆を装備する。そのような被覆ｔよ一般
的には合成樹脂を含浸した帯月石または繊Ｈ材料を巻き
つけている。
中央部とドームとの間の中間位置は特に圧力過負荷に抵
抗力がない１．シかも、この中間位置は補強被覆を中央
部に適用しても阻止することができない。そこでは、被
覆の膨張のとき円筒状の中央部を越えて、ドームの外側
へドームの湾曲のために巻き付けた繊維がＪベリ落ちる
。圧力タンクのドームと中央部との間の中間位置の圧力
要求をこの理由から、補強被覆の形成によって軽減する
ためには、圧力タンクの製造には不経済である複雑な方
法及び装置を使用することなしには不可能であった。
本発明の解決されるべき課題 それ故、円筒状の中央部と装着されたドームを持ち、中
央部に対して、補強層を持ら、中央部とドームとの間の
中間位置を圧力過重に対して効果的に防御する圧力タン
クを創造することが要求されている。
さらに簡単で容易に実施でき、僅かな費用でかくのごと
き圧力タンクを製造する方法を創造することが要求され
ている。
課題解決の手段 この目的に対して、円筒状の中央部と、その中央部の端
に接続するドームとを持ち、円筒状の中央部の壁に耐圧
性を高めるために補強層を装備した強化繊維プラスチッ
クの圧力タンクは補強層が圧力タンクの円筒状の中央部
の壁の内側にあり、中央部とドームとの間の中間位置を
覆うことを特徴としている。さらに本発明の圧力タンク
の製造法は、 ａ）熱硬化性プラスチックを含浸した炭素繊頼を互に一
層または多層に重ね合せて円筒状の７−バ（ａｒｂＯｒ
、　Ｄｏｒｎ）に捲きつけ、ｂ　）プラスブックを熱硬
化し、アーバを形成し、硬化したプラスデック−炭素ａ
［−円筒から取り外し、 Ｃ）形成したプラスブック−炭素繊維−円筒の前面に破
壊する！ＡＩ’Ｍからの外皮状の成型物をぴったりと押
し付１ノ、成形物の外側の湾曲は成形される圧力タンク
のドームの内壁の各々に相当していて、その横断面にお
いて円筒の前面」−にのせられる環状の周辺部の内域を
持ち、同じく円筒の外径に面とりしためきんでている外
域を持ち、 ｄ）円筒の外表面と環状の成型品の而とりした外域とに
より構成される空間に弾性材料を入れ、これを加硫し、 ｅ）熱硬化性樹脂を含浸した［１を互にスピンドル状に
多層に巾ね含Ｕて捲ぎ伺け、樹脂を硬化し、圧力タンク
の壁を形成し、 ｆ）外皮状成型物を破壊し、その破片をタンク内部から
、タンク壁の聞Ｉｔより取り出すことからなることを特
徴としている。
実施例 次に本発明を図面を参照して詳しく説明１−る。
第１図は本発明の圧力タンク１の縦断面図を示し、そこ
ではドーム３．４の小円語中に設りられる４ＪＦ出、導
入のための接続部が簡単にするために省略されている。
本来タンクは円筒状の中央部２とドーム３，４によって
構成されている。本発明の製造された圧力タンクでは、
中間位置５が個々のお互に隣接する構成要素の継き目で
はなく、むしろ全圧力タンク１すなわち中央部とドーム
とが後で記載される製造法から明らかになるＪ、うに単
一のものとして集合して構成されている。
タンク１の円筒状の中央部２の内側には補強層６があり
、それは第１図から明らかのように中間位置５を覆って
いる。そのために中間位置５の圧力負荷に対する効果的
な防御がつくり出されている。
補強層６は、熱硬化性樹脂で接着した炭素繊維からのタ
ンク内部に向けられるＹ’Ｊ　６　ａと層（３ａと壁２
との間に収容される弾性体からの層６ｂとから構成され
ている。タンクの壁と補強層の厚さは解り易くする理由
で誇張されて表わされている。
層６ａの炭素繊維は、ら旋状にお互いに一層または多層
に重ねられて捲かれ、この層に特別な圧縮強さを付与し
ている。
本発明による圧力タンクに対する好ましい製造法を第２
図から第４図を参照して、以下に説明する。
熱硬化性プラスブックを含浸した炭素繊維は円筒状のア
ーム１２に捲ぎつけられ、個々の繊維の捲ぎ伺けはお互
に密に横たわるように捲きつけられる。捲きの長さは、
製造される圧力タンクの中央部２の長さに一致している
。捲ぎつ（プは、製造される層６ａの所望の厚さに応じ
て、単一層または多層にすることができる。
熱硬化性プラスチックとして、専門家は多くのものを自
由に使用できる。圧力タンクの後での使用目的からプラ
スチックの選択が行われる。すなわちどの化学物質で６
層６ａはタンクのなかで回転される。すなわｊう、基本
的には約１５０°まで、特に好ましくは８０℃から１０
０℃で硬化Ｉｌる樹脂が使用できる。
樹脂の硬化は当該樹脂に合せた温度で行なわれる。その
あとアームを捲きイ」けｌ〔構成物から取り外し製造さ
れる圧ツノタンクの層６ａで表わＪど・−ろの硬化しｌ
；プラスデック−炭素繊維−円筒を４′する。第２図は
このことを明確にしている１、そこには中空の円筒状の
アーム１２の右端部を縦断面図で表わした配置を示し、
アーム１２の上にプラスチック−炭素繊維−円筒６ａが
置いである３、アームを取り外した後にこの円筒６ａは
第１の圧力タンクの構成要素となる。
第２図の外皮様の成形物７を破壊される月利から製造す
る。この成型物は注型成形のどきと同じく製造されるべ
き構造物を考慮した型にづるという課題を持ち、この課
題を達成したのらには成形物は破棄されもしくは破壊さ
れる。本発明の方法を実施するとぎに成形物にギプスま
／ｊは、類似の注型材料を選び、その粉末を水と共にか
ぎ混じ、あとで破壊される構成物に硬化する。
製造された外皮状の成形物７は、形成されるべき圧力タ
ンクのドームが内壁のその外側の湾曲に一致していて、
断面図で環状の周辺１３に関してプラスデック−炭崇繊
耗−円筒６ａの前面に置かれる内域１３ａを持ら、同じ
く円筒６ａの前面にめきんでていて、面とりされた外域
１３ｂを持って構成されている。、（第２図）。
第２図には右側のみを示しているが、成形物７を、円筒
６ａの前面に関して右側及び右側から押し付ける。押し
イ」けのために適当なりランプ装置が各々に対して使用
できる。とにかく圧力媒体のりＩ出及び導入に対してタ
ンクの開口を設けねばならないので外皮状の成形物７は
その小円Ｍ１４に間口を、のちにタンクの開口の位置に
取り付けし、その端部には調整リング１０を設けている
固定アーム８をはめ込む。外皮状の成形物７を円筒６ａ
の前壁に押し付【Ｊる位置で止めねじ１１を用いて調整
リング１０を固定して、円筒６ａと成型物７の結合を確
立する。
固定アーム８に調整リング１０を堅く締め付けして載せ
るためにタンクに豫め備えた接続具９たとえばアルミニ
ウムのような金属からつくられＩこものを配置するのが
好ましい。この接続具９は成形物７に向りられる端に球
状に構成され、広げられた部分９ａを持ち、成形物７は
小円盆１４の間口の円錐状の拡大部で止まっていて、圧
力タンクのドーム壁３．４を構成するために後でスリー
ブの固定に役立つのである。
プラスチック−炭素繊維−円筒６ａの外壁及び押し付け
られた成形物７の面とり外域１３ｂによって、構成され
る空間に弾性体材料を入れ、つづいて加硫する。生成し
た加硫物は製造される圧力タンク１の弾性体の中間ａ６
ｂを形成する。
弾性材料として専門家は例えば天然ゴム及びクロロプレ
ンのＪ：うな合成ゴムのようなしのを充填するために数
多く使用でき、原則的にはここで各弾性体材料は圧力タ
ンクに満される圧力媒体中で耐えられるものが使用でき
る。
この製造段階での構成物は第３図に側面図を弾性体Ｅｉ
１６ｂと外皮状の成形物７の表面を略図で示し、一方外
側のタンク壁２，３．４を欠いて示している。ここでは
熱硬化性樹脂で含浸したｓｌ紺をスピンドル状にＪ３　
Ｌンいに多層に重ね合せて捲き付ｃノ、樹脂を硬化刀る
。繊紺材わ１として層６ａの形成のために炭素Ａ４ｊ　
ＩＩＥを用いることができる。しかし同時に他の１．Ｊ
　ＨのＩＪｉ　ｉｆガラス繊維を用いることもできる。
熱硬化樹脂の使用については樹脂がタンクのなかにある
圧力媒体と接触しないために実質的には層６ａの製造と
の結合にＪ５いて使用できる樹脂の選択は大きいと言え
る。
繊維はできるかぎり厚りＪ−３互いに捲き付けられ、し
かも所望の厚さにｈηを重ね合せて外側のタンク壁２，
３．４を得るま−Ｃスピンドル状に捲き付ける。第３図
、第４図に、＃＆雑が捲き付けられる経過を説明してい
る。たとえば含浸された繊維を左の接続具９の脚部の十
にイ」け、そこから矢印の方向にｗＸ維を成形物７と１
Ｇ６ｂの表面を通って右の接続具９の脚まで導く。全構
成体は固定アーム８の縦方向軸のまわりを回転しながら
特訓まわりでｆｆｌ紺が＃＆雑の上に重なり合って導か
れる。第４図には繊維の位置を明確にするために第３図
の右からの正面図を示している。ここで第１のＩＧ　Ｉ
Ｉは接続具９の脚の両側を一つの矢印の線でシ９がれ、
第２の繊維は二つの矢印で、第３の１１維は三つの矢印
で示されている。解りや寸くするために４１　ＩＩＩの
間隔を互いに離して拡大して示しである。ｌ５（ｌが接
続部９の脚部に密集して、この方法では接続８１１がそ
の一部分９ａと共に形成されるタンクＩｌｌ！：２゜３
．４において堅く固定されることは明らかである。
タンク壁２．３．４の硬化、製造の後に調整リング１０
はゆるめられ、固定アーム８は取り外さ机、ギプスまた
は類似材料からの破壊される成形物７は破砕される。破
砕片を接続具９の間口にＪ：リタンク内部からとり出し
て、本発明のタンクは製造される。
本発明のタンクはすでに述べたようにただ補強の防護層
によってシリンダ状の中央部２どドーム３．４との間の
特別に圧力に対して抵抗力のない中間位置５をおおうば
かりでなく、むしろこの防護層によって、高められた圧
縮強さはさらに圧力タンク１のタンク壁２．３．／Ｉが
個々ものが集合した全体として形成されていて、中央部
及びドーム部とを溶接しない！こめに増している。結論
的に本発明による圧力タンクの結合はスピンドル状に捲
きつけられた４１　ｉＦの収縮ににって、今迄知られて
ない範囲に高められ（いる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による圧力タンクの概略図であり、補強
層の構造の好ましい実施形態の縦方向の断面図、第２図
、第３図、第４図【よ、本発明の圧力タンクの製造ｖ１
を説明Ｊる図である。 １・・・・・・圧力タンク、２・・・・・・中央部、３
・・・・・・左ドーム、４・・・・・・右ドーム、５・
・・・・・中間位置く中央部とドームとの間の）、６・
・・・・・補強層、６ａ・・・・・・炭素繊Ｎ層、６ｂ
・・・・・・弾性体中間層、７・・・・・・外皮状の成
形物、８・・・・・・固定アーム、９・・・・・・接続
具、１０・・・・・・調整リング、１１・・・・・・止
めねじ、１２・・・・・・円筒状のアーム、１３・・・
・・・成形物の環状の周辺部、１３　Ｆｌ・・・・・・
内域、ｌ　３１Ｊ・・・・・・外域、１４・・・・・・
成形物の半田ン；６．。 出願人　」ム　アー　エン　マスヂネンファ／リック　
アウグスペルグー 二２−ルンベルグ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、円筒状の中央部と上記中央部の端部に接続するドー
    ムとを持ち、上記円筒状中央部の壁の耐圧性を高めるた
    めに補強層を装備した強化繊維プラスチック圧力タンク
    において上記補強層（６）が上記圧力タンク（１）の円
    筒状の中央部（２）の壁の内側にあり、上記中央部（２
    ）と上記ドーム（３，４）との間の中間位置を覆うこと
    を特徴とする圧力タンク。 ２、上記補強層（６）が熱硬化性樹脂で接着した炭素繊
    維からの上記タンクの内部に向けられた層（６ａ）と上
    記居（６ａ）と上記中央部（２）の堅との間に置かれる
    弾性材料からの中間層（６ｂ）とからなることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項記載による圧力タンク。 ３、上記層（６ａ）の炭素繊維が、ら旋状に互に一層ま
    たは多層に重り合って捲かれていることを特徴とする特
    許請求の範囲第２項記載による圧力タンク。 ４、上記円筒状の中央部（２）の壁の外側が基本的には
    熱硬化性樹脂をもって接着した繊維または線条からつく
    られた補強層を装備することを特徴とする特許請求の範
    囲第１項から第３項記載のいずれか１つによる圧力タン
    ク。 ５、上記線条が、ら旋状に互に一層または多層に重り合
    って捲かれることを特徴とする特許請求の範囲第４項記
    載による圧力タンク。 ６、ａ）熱硬化性プラスチックを含浸した炭素繊維を互
    に一層または多層に重ね合せて円筒状のアーバに捲きつ
    け、 ｂ）上記プラスチックを熱で硬化し、上記アーバを形成
    し硬化したプラスチック−炭素繊維−円筒から取り外し
    し、 ｃ）上記形成したプラスチック−炭素繊維−円筒の前面
    に破壊される材料からの外皮状の成型物をぴったりと押
    し付け、上記成形物の外側の湾曲は成型される圧力タン
    クのドームの内壁の各々に相当し、その横断面において
    上記円筒の前面の上にのせられる環状の周辺部の内域を
    持ち、同じく上記円筒の外径に面とりし、ぬきんでてい
    る外域を持ち、 ｄ）上記円筒の外表面と上記環状の成型物の面とりした
    外域とにより構成される空間に弾性材料を入れ、これを
    加硫し、 ｅ）熱硬化性樹脂を含浸した繊維を互にスピンドル状に
    多層に重ね合せて捲き付け、上記樹脂を硬化し、上記圧
    力タンクの壁を形成し、 ｆ）上記外皮状成型物を破壊し、その破片を上記タンク
    内部から上記タンク壁の開口より取り出すことからなる
    ことを特徴とする圧力タンクの製造法。
JP15684385A 1984-07-16 1985-07-16 強化繊維プラスチツクの圧力タンクとその製造法 Pending JPS6141100A (ja)

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DE3426158A DE3426158C1 (de) 1984-07-16 1984-07-16 Druckbehaelter aus faserverstaerktem Kunststoff und Verfahren zu dessen Herstellung
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