KR20040045717A - Filament winding apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A filament is wound in a helical way, and attached to a product tightly to have an enough strength and to reduce used filament. CONSTITUTION: A rotation shaft(51) supports both sides of a product(60) to wind a filament(50). Hemispherical vices are attached to both sides of the product, and are connected to the rotation shaft. A filament supplying device(52) is provided to supply the filament moving shaft direction of the product. The filament supplying device is positioned adjacent to the product, and moves to the position of the hemispherical vices.

Description

필라멘트 와인딩 구조{Filament winding apparatus }Filament winding apparatus}

본 발명은 제품의 표면에 필라멘트를 감아 제품의 강도를 향상시키는 필라멘트 와인딩 구조에 관한 것으로서, 특히 필라멘트가 제품에 밀착되어 단단하게 감아지도록 함으로써 외부 힘의 방향에 관계없이 높은 강도를 보일 수 있도록 하는 필라멘트 와인딩 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a filament winding structure to improve the strength of the product by winding the filament on the surface of the product, in particular, the filament that can be displayed in high strength regardless of the direction of the external force by allowing the filament to be tightly wound on the product It relates to a winding structure.

일반적으로 필라멘트 와인딩은 압력용기 등에서 제품의 강도를 향상시키기 위하여 제품의 외면에 경화되는 수지가 묻은 필라멘트라는 실로 감는 공정을 말한다.In general, filament winding refers to a process of winding a filament with a resin that is hardened on the outer surface of the product in order to improve the strength of the product in a pressure vessel.

제품에 필라멘트를 감는 방법은 보통 제품을 축에 장착하여 회전시키면서 필라멘트를 공급하는 방식을 사용한다. 이때, 필라멘트를 공급하는 필라멘트 공급장치가 좌우로 움직이게 되는데, 이 필라멘트 공급장치의 이동속도에 따라 필라멘트가 감지는 형태, 즉 패턴이 달라지게 된다.The method of winding the filament on the product usually uses a method of supplying the filament while rotating the product mounted on the shaft. At this time, the filament supply device for supplying the filament is moved left and right, the shape of the filament is detected, that is, the pattern is changed according to the moving speed of the filament supply device.

종래의 필라멘트 와인딩 구조는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 필라멘트(10)가 감기는 제품(20)의 양단을 지지하고 제품(20)이 회전되도록 하는 회전축(11)과, 상기 제품(20)의 측부에서 축방향으로 이동되면서 상기 제품(20)에 감겨지는 필라멘트(10)를 공급하는 필라멘트 공급장치(12)로 구성되어 있다.Conventional filament winding structure has a rotary shaft 11 for supporting both ends of the product 20 to which the filament 10 is wound as shown in Figure 1 and 2 and the product 20 is rotated, and the product 20 It is composed of a filament supply device 12 for supplying the filament 10 wound on the product 20 while moving in the axial direction at the side of the).

여기서, 상기 필라멘트 공급장치(12)의 이동속도에 따라 후프 방식 또는 헬리컬 방식으로 필라멘트(10)가 감기게 되는데, 도 1은 후프 방식으로 필라멘트(10)가 감기는 것을 나타내고, 도 2는 헬리컬 방식으로 필라멘트(10)가 감기는 것을 도시하고 있다. 물론, 후프 방식과 헬리컬 방식을 혼용하여 사용하기도 한다.Here, the filament 10 is wound in the hoop method or the helical method according to the moving speed of the filament supply device 12, Figure 1 shows that the filament 10 is wound in a hoop method, Figure 2 is a helical method It is shown that the filament 10 is wound. Of course, the hoop method and the helical method are also used interchangeably.

후프 방식은 필라멘트(10)가 제품(20)과 거의 수직으로 감기도록 하는 방식으로서 필라멘트 공급장치(12)의 이동속도를 매우 느리게 한 것이다. 즉, 제품(20)이 1회전을 할 때마다 필라멘트 공급장치(12)가 1피치씩 이동되도록 한 것으로서, 필라멘트(10)가 겹치지 않으면서 제품(20)에 거의 수직으로 감기도록 한다.The hoop method allows the filament 10 to be wound almost perpendicularly to the product 20, which is a very slow moving speed of the filament supply device 12. That is, the filament supply device 12 is moved by one pitch every time the product 20 is rotated once, so that the filament 10 is wound almost perpendicularly to the product 20 without overlapping.

후프 방식을 이용하여 필라멘트 와인딩을 수행할 경우 제품(20)의 축에 수직한 방향에서 가해지는 힘에 대해서는 매우 큰 강도를 보이게 되지만, 제품(20)의 축방향으로 가해지는 힘에 대해서는 강도 향상의 효과가 적다. 즉, 필라멘트(10)가 겹치지 않고 제품(20)에 거의 수직한 방향으로 감겨지게 되므로, 제품(20)의 축 방향으로 감겨지는 힘에 대해서는 강도가 약해 제품(20)이 파손될 수 있는 단점이 있다. 그러나, 제품(20)의 회전축과 거의 수직한 방향으로 필라멘트(10)가 감겨짐에 따라 제품(20)에 밀착되게 감겨지고 필라멘트 공급장치(12)의 이동량이 작아 필라멘트 공급장치(12)의 이동에 따른 필라멘트(10)의 미끄러짐이 적은 장점이 있다.When the filament winding is performed by using the hoop method, the strength applied in the direction perpendicular to the axis of the product 20 is shown to be very large, but the strength applied in the axial direction of the product 20 is increased. Less effective That is, since the filament 10 is wound in a direction substantially perpendicular to the product 20 without overlapping, the strength of the product wound in the axial direction of the product 20 is weak and the product 20 may be damaged. . However, as the filament 10 is wound in a direction substantially perpendicular to the rotation axis of the product 20, the filament supply device 12 is wound tightly and the amount of movement of the filament supply device 12 is small. There is less advantage of the slip of the filament (10).

헬리컬 방식은 필라멘트(10)가 제품(20)의 회전축과 큰 각을 이루면서 감겨지는 방식으로, 필라멘트 공급장치(12)의 이동속도를 빠르게 하는 것이다. 즉, 제품(20)이 1회전을 하는 동안 필라멘트 공급장치(12)는 제품(20)의 양단을 1회 이상 왕복할 정도의 속도로 이동되도록 하여 필라멘트(10)가 일부 겹치면서 감기도록 한다.The helical method is a method in which the filament 10 is wound while forming a large angle with the rotation axis of the product 20, thereby increasing the moving speed of the filament supply device 12. That is, while the product 20 is rotated once, the filament supply device 12 is moved at a speed such that the both ends of the product 20 reciprocate one or more times so that the filament 10 is partially overlapped and wound.

헬리컬 방식을 이용하여 필라멘트 와인딩을 수행할 경우 제품(20)의 축방향으로 가해지는 힘에 대해서는 매우 높은 강도를 보이지만 제품(20)의 축에 수직한 방향으로 가해지는 힘에 대해서는 다소 약한 단점이 있다. 즉, 필라멘트(10)가 축방향을 따라 길게 배치되고 일부가 겹치게 됨에 따라 축방향으로 가해지는 힘에 대해서는 높은 강도를 보이지만, 필라멘트(10)가 제품(20)의 전체 면적을 감싸고 있지 못하여 축방향에 수직인 방향에서 가해지는 힘에 대해서는 다소 약한 강도를 보이게 된다. 이는 필라멘트(10)가 제품(20)의 전면을 감싸도록 할 경우 제품(20)의 직경이 커지기 때문이다.When the filament winding is performed using the helical method, the filament winding has a very high strength with respect to the force applied in the axial direction of the product 20, but has a weak point with respect to the force applied in the direction perpendicular to the axis of the product 20. . That is, as the filament 10 is disposed long along the axial direction and overlaps a portion, the filament 10 shows a high strength with respect to the force applied in the axial direction, but the filament 10 does not cover the entire area of the product 20 and thus the axial direction The force exerted in the direction perpendicular to is slightly weaker. This is because the diameter of the product 20 is increased when the filament 10 wraps around the front of the product 20.

또한, 헬리컬 방식은 제품(20)의 회전축과 필라멘트(10)가 큰 각을 이루면서 감겨지기 때문에, 필라멘트(10)가 감겨지는 도중 미끄러지기가 쉽고, 필라멘트(10)가 제품(20)에 밀착되는 정도가 상기한 후프 방식에 비해 불리하다. 특히, 도 2의 "A" 지점과 같이 필라멘트 공급장치(12)의 이동방향이 변경되는 영역이 제품(20)의 양쪽 끝단에 위치됨으로 인하여, 필라멘트(10)가 감기는 도중 미끄러지기가 매우 쉬워지고 필라멘트(10)를 감게 됨에 따라 제품(20)의 두께가 커지게 된다. 따라서, 필라멘트 공급장치(12)는 제품(20)의 양 끝단에 비해 더 큰 폭으로 이동되고 있는데, 이는 필라멘트(10)의 소모량이 증가되도록 할 뿐만 아니라 필라멘트 와인딩 장치의 크기가 커지게 하는 요인이 되고 필라멘트(10)를 제품(20)에 견고하게 감지 못하게 하는 다른 요인이 된다.In addition, since the helical method is wound while the rotation axis of the product 20 and the filament 10 are wound at a large angle, the helical method is easily slipped while the filament 10 is wound, and the degree to which the filament 10 is in close contact with the product 20. Is disadvantageous compared to the above-described hoop method. In particular, since the region in which the direction of movement of the filament supply device 12 is changed, such as point “A” of FIG. 2, is located at both ends of the product 20, the filament 10 is easily slipped while being wound. As the filament 10 is wound, the thickness of the product 20 increases. Therefore, the filament supply device 12 is moved larger than both ends of the product 20, which not only increases the consumption of the filament 10, but also increases the size of the filament winding device. And other factors that prevent the filament 10 from being firmly sensed by the product 20.

마지막으로 후프 방식과 헬리컬 방식을 혼용하는 방식은 제품(20)에 필라멘트(10)를 2회 이상 감는 방식으로, 한번은 후프 방식으로 필라멘트(10)를 감고 다음은 헬리컬 방식으로 감는 형식으로 이루어진다. 물론, 반드시 후프 방식을 먼저 시행하는 것은 아니고, 헬리컬 방식으로 필라멘트(100를 감는 것이 선행될 수도 있다.Finally, the hoop method and the helical method are used in a mixed manner in which the filament 10 is wound two or more times on the product 20, and once the filament 10 is wound in the hoop method, and the helical method is then wound. Of course, the hoop method may not be implemented first, and the filament 100 may be wound in a helical manner.

상기한 혼용방식은 상기한 후프 방식과 헬리컬 방식의 단점을 상호 보완시켜 장점이 극대화되도록 한다. 따라서, 축방향에서 가해지는 힘에 대해서나 축방향에 대하여 수직한 방향에서 가해지는 힘 중 어떠한 힘에 대해서도 높은 강도를 보이게 된다. 그럼에도 불구하고 상기한 혼용방식은 필라멘트(10)를 2회 이상 감게 되므로 필라멘트(10)의 소요량이 증가될 뿐만 아니라 필라멘트(10)를 감는 회수가 증가되어 제품(20)의 크기가 필연적으로 커질 수밖에 없는 단점이 있다.The mixed method complements the disadvantages of the hoop method and the helical method so that the advantages are maximized. Therefore, a high intensity | strength is exhibited with respect to the force applied in the axial direction, or any force of the force applied in the direction perpendicular to the axial direction. Nevertheless, the above-described mixed method winds the filament 10 more than twice, so that not only the amount of the filament 10 is required but also the number of times the filament 10 is wound increases, which inevitably increases the size of the product 20. There are no drawbacks.

다시 말해서 종래의 필라멘트 와인딩 구조는 필라멘트를 감는 형식에 따라 제품의 축방향으로 가해지는 힘에 대한 강도 또는 제품의 축방향에 대한 수직 방향에서 가해지는 힘에 대한 강도가 약하거나 필라멘트의 소요량이 증가되고 제품의 크기가 커지는 문제점이 있다.In other words, the conventional filament winding structure has a weak strength against the force applied in the axial direction of the product or a force applied in the direction perpendicular to the axial direction of the product according to the form of winding the filament, or the requirement of the filament is increased. There is a problem that the size of the product increases.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제품의 양단에 소정 형상의 치구를 설치하여 필라멘트가 상기 치구를 감으면서 이동방향이 변경되도록 하게 되므로 필라멘트가 제품에 긴밀하게 밀착되어 축방향 또는 축에 수직에 방향에서 가해지는 힘에 대한 강도가 우수하고 필라멘트의 소요량 증가 및 제품의 크기 증대를 방지할 수 있도록 한 필라멘트 와인딩 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, by installing a jig of a predetermined shape on both ends of the product so that the direction of movement is changed while the filament is wound around the jig is closely adhered to the product It is an object of the present invention to provide a filament winding structure in which the strength against the force applied in the axial direction or the direction perpendicular to the axis is excellent and can prevent the increase of the filament requirement and the size of the product.

도 1은 종래의 필라멘트 와인딩 구조가 도시된 구성도,1 is a configuration diagram showing a conventional filament winding structure,

도 2는 종래의 필라멘트 와인딩 구조의 다른 예가 도시된 구성도,2 is a configuration diagram showing another example of a conventional filament winding structure,

도 3은 본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 구조가 도시된 구성도이다.3 is a block diagram showing a filament winding structure according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

50 : 필라멘트 51 : 회전축50: filament 51: axis of rotation

52 : 필라멘트 공급장치 53 : 치구52: filament supply device 53: jig

60 : 제품60: Product

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 필라멘트가 감기는 제품의 양단을 지지하고 제품이 회전되도록 하는 회전축과, 상기 제품의 양단에 각각 부착되고 상기 회전축에 연결된 반구형의 치구와, 상기 제품의 측부에서 축방향으로 이동되면서 상기 제품에 감겨지는 필라멘트를 공급하는 필라멘트 공급장치로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for solving the above technical problem is a rotating shaft for supporting both ends of the product is wound filament and the product is rotated, hemispherical jig attached to both ends of the product and connected to the rotating shaft, and the side of the product A filament supply device for supplying the filament wound on the product while being moved in the axial direction.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 필라멘트 와인딩 구조는 도 3에 도시된 바와 같이 필라멘트(50)가 감기는 제품(60)의 양단을 지지하고 제품(60)이 회전되도록 하는 회전축(51)과, 상기 제품(60)의 양단에 각각 부착되고 상기 회전축(51)에 연결된 반구형의 치구(53)와, 상기 제품(60)의 측부에서 축방향으로 이동되면서 상기 제품(60)에 감겨지는 필라멘트(50)를 공급하는 필라멘트 공급장치(52)로 구성된다.The filament winding structure according to the present invention supports the both ends of the product 60 to which the filament 50 is wound as shown in Figure 3 and the rotating shaft 51 to allow the product 60 is rotated, the product 60 Filaments for supplying the filament 50 wound on the product 60, respectively attached to both ends of the hemispherical jig 53 connected to the rotary shaft 51 and moved in the axial direction from the side of the product 60 It consists of the supply apparatus 52.

상기 필라멘트 공급장치(52)는 상기 치구(53)의 위치까지 왕복되며, 필라멘트(50)가 상기 치구(53)의 정점을 지날 때 이동방향이 변경된다.The filament supply device 52 is reciprocated to the position of the jig 53, the movement direction is changed when the filament 50 passes the vertex of the jig 53.

상기와 같이 구성된 본 발명의 필라멘트 와인딩 구조는 필라멘트를 제품에 헬리컬 방식으로 감게 된다.The filament winding structure of the present invention configured as described above is wound around the product in a helical manner.

제품(60)의 양단에 반구형의 치구(53)를 부착시키고, 상기 치구(53)를 회전축(51)에 연결하여 제품(60)이 회전될 수 있도록 한다. 이후, 제품(60)의 측부에 위치된 필라멘트 공급장치(52)를 좌우로 이동시키면서 필라멘트(50)를 공급하여, 필라멘트(50)가 제품(60)에 헬리컬 방식으로 감아지게 한다.Hemispherical jig 53 is attached to both ends of the product 60, and the jig 53 is connected to the rotary shaft 51 so that the product 60 can be rotated. Thereafter, the filament 50 is supplied while moving the filament supply device 52 located on the side of the product 60 to the left and right, so that the filament 50 is wound in the product 60 in a helical manner.

이때, 상기 필라멘트 공급장치(52)는 제품(60)의 양측 단부에 위치된 치구(53)의 위치까지 이동되는데, 치구(53)의 위치에 이르면 이동 방향을 반대 방향으로 바꾸게 된다. 따라서, 필라멘트(50)는 상기 치구(53)의 표면을 따라 감아지게 되며, 정점 부분에서 감아지는 방향이 달라지게 된다.At this time, the filament supply device 52 is moved to the position of the jig 53 located at both ends of the product 60, when the position of the jig 53 reaches the direction of movement to the opposite direction. Therefore, the filament 50 is wound along the surface of the jig 53, the direction of the winding in the vertex portion is changed.

상기와 같이 필라멘트(50)가 상기 치구(53)를 휘감아 돌면서 제품(60)에 감겨지게 되면, 필라멘트(50)는 제품(60)의 표면에 밀착되면서 감겨지게 된다. 따라서, 필라멘트(50)가 제품(60)에 단단하게 감겨짐은 물론 방향이 바꿔지는 부분에서도 미끄러짐이 거의 발생되지 않게 된다.When the filament 50 is wound around the product 60 while winding the jig 53, the filament 50 is wound while being in close contact with the surface of the product 60. Therefore, the filament 50 is wound tightly to the product 60, as well as the slip is hardly generated even in the part where the direction is changed.

이와 같이, 본 발명의 필라멘트 와인딩 구조는 필라멘트가 헬리컬 방식으로 감겨지면서도 제품에 밀착되어 단단하게 감겨지므로 제품의 축방향 또는 축에 수직인 방향 중 어떠한 방향에서 가해진 힘에 대해서도 충분한 강도를 갖게 하며 혼용방식에 비해 필라멘트의 소모량이 줄어들게 되는 이점이 있다.As described above, the filament winding structure of the present invention has a sufficient strength against the force applied in any direction of the axial direction or the vertical direction of the product because the filament is wound in a helical manner close to the product tightly wound Compared to the method, the consumption of filament is reduced.

Claims (3)

필라멘트가 감기는 제품의 양단을 지지하고 제품이 회전되도록 하는 회전축과, 상기 제품의 양단에 각각 부착되고 상기 회전축에 연결된 반구형의 치구와, 상기 제품의 측부에서 축방향으로 이동되면서 상기 제품에 감겨지는 필라멘트를 공급하는 필라멘트 공급장치로 구성된 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 구조.A rotating shaft supporting both ends of the product to which the filament is wound and allowing the product to be rotated, a hemispherical jig attached to both ends of the product and connected to the rotating shaft, and wound around the product while being moved axially from the side of the product A filament winding structure, characterized in that the filament supply device for supplying the filament. 제 1 항에 있어서.The method of claim 1. 상기 필라멘트 공급장치는 상기 치구의 위치까지 왕복되는 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 구조.The filament supply device is characterized in that the filament winding structure is reciprocated to the position of the jig. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서.The method according to claim 1 or 2. 상기 필라멘트 공급장치는 필라멘트가 상기 치구의 정점을 지날 때 이동방향이 변경되도록 한 것을 특징으로 하는 필라멘트 와인딩 구조.The filament supply device is a filament winding structure characterized in that the direction of movement is changed when the filament passes the vertex of the jig.
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