NL8301665A

NL8301665A - Inrichting voor het vervaardigen van kruiswikkellagen voor vezelversterkte, rotatiesymmetrische wikkellichamen.

Info

Publication number: NL8301665A
Application number: NL8301665A
Authority: NL
Original assignee: Uranit Gmbh
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1983-05-10
Publication date: 1984-05-01
Also published as: CA1213502A; FR2534232B1; DE3236946C2; JPS5987120A; US4533089A; JPS6361256B2; NL190777C; FR2534232A1; AU1988783A; GB8324816D0; AU558460B2; GB2131768B; GB2131768A; NL190777B; DE3236946A1

Description

* * i - ι -

Inrichting voor het vervaardigen van kruiswikkellagen voor vezelversterkte, rotatiesymmetrische wikkellichamen.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het vervaardigen van kruiswikkellagen voor vezelversterkte, rotatiesymmetrische wikkellichamen, met een draaibare wikkeldoorn en een evenwijdig met de as van 5 de wikkeldoorn heen en weer beweegbare slede, die een neerlegsysteem draagt met vastgemonteerde vezeltoevoerrollen en met om de as van een gemeenschappelijke zwenkinrichting verzwenkbare vezelneerlegrollen, waarbij ten minste de vezelneerlegrollen zijn voorzien van groeven voor het 10 geleiden en gelijktijdig neerleggen van een aantal, evenwijdig aan elkaar lopende, in kunsthars gedrenkte, vezel-strengen op de wikkeldoorn.

Wikkellichamen uit samengesteld materiaal in de vorm van vezels, zoals bijvoorbeeld glasvezels, Kevlar-15 vezels, koolvezels en kleefmiddel uit bijvoorbeeld kunsthars zijn in de regel opgebouwd uit omtreks- en kruiswikkellagen.

De omtrekswikkellagen waarbij de vezels met een naar verhouding geringe verplaatsing van de slede 20 in hoofdzaak in de omtreksrichting op de wikkeldoorn worden neergelegd leveren aan het wikkellichaam een grote sterkte in omtreksrichting.

De kruiswikkellagen, waarbij de vezels met een relatief grote verplaatsing van de slede volgens steile 25 spiralen op de wikkeldoorn worden neergelegd, leveren aan het wikkellichaam een grote sterkte in de asrichting en daardoor tegelijkertijd een zekere buigsterkte. De spiraalvormige kruiswikkeling wordt gewoonlijk neergelegd onder hoeken van ongeveer α = 45° tot α =* 0°, gemeten ten opzichte 30 van de hartlijn van de doorn. Daar de spiraalvormige wikkeling in beide richtingen moet worden aangebracht doet zich zowel de wikkelhoek + α alsook de wikkelhoek *· α voor.

Een draadneerlegstelsel van het bovenbeschreven 35 type met een zwenkbaar neerlegrollenpaar voor een afzonderlijke draad is beschreven en weergegeven in de Duitse 8301665 * «- -2 - octrooiaanvrage P 30 29 890.9. Volgens fig. 5 van deze octrooiaanvrage wordt de draad ongeveer haaks op de hartlijn van de.wikkeldoorn toegevoerd aan een afbuigrol, die is bevestigd op de buitenomtrek van een met de slede 5 verbonden raamwerk. Het raamwerk heeft een boring waarin een naar de wikkeldoorn gerichte holle as verzwenkbaar is gelegerd. Aan het einde van de holle as is het neerleg-rollenpaar aangebracht. De van de afbuigrol komende draad is door de holle as heengeleid en wordt afwisselend door 10 ëén der beide rollen op de wikkeldoorn gelegd.

Om de fabrikagetijd voor de vervaardiging van kruiswikkellagen te bekorten is de principiële mogelijkheid aanwezig een aantal vezelstrengen gelijktijdig op de wikkeldoorn te leggen. Daarbij doet zich echter de moei-15 lijkheid voor, dat tussen de afzonderlijke vezelstrengen op de wikkeldoorn ongewenste openingen ontstaan vanwege de ribben tussen de groeven van de neerlegrollen.

De uitvinding heeft tot doel een inrichting van het bovenbeschreven type zodanig uit te voeren, dat 20 daarmee een aantal vezelstrengen gelijktijdig en zonder i onderbreking als een gesloten band op de wikkeldoorn kunnen worden neergelegd, om daardoor de fabrikagetijd voor de vervaardiging van de kruiswikkellagen te bekorten zonder benadeling van de kwaliteit in vergelijking met het 25 neerleggen van afzonderlijke vezelstrengen.

Ter bereiking van dit doel wordt er nu in voorzien, dat de zwenkinrichting, waarvan de zwenkas haaks op de hartlijn van de wikkeldoorn loopt, is voorzien van vier vezelneerlegrollen, waarvan de evenwijdig met elkaar 30 lopende hartlijnen - in dwarsdoorsnede gezien - een gelijkbenig trapezium vormen, waarbij de beide buitenste en de beide binnenste rollen elk op gelijke afstanden liggen van de as van de zwenkinrichting respectievelijk de hartlijn van de wikkeldoorn, de beide rollen aan de 35 ene en de beide rollen aan de.andere zijde van de zwenkarm elk een paar vormen waarvan de groeven in lijn met elkaar liggen en de groeven van het ene paar ten opzichte van de groeven van het andere paar over de halve afstand van de groeven versprongen staan en de ribbreedte 40 tussen de groeven ongeveer gelijk is aan de breedte 8301665 - 3 - ƒ * van de groeven en aan elk der beide paren vezelneerleg-rollen ten minste ëën vezeltoevoerrol is toegevoegd, waarvan de assen haaks op de hartlijn van de wikkeldoorn lopen en die symmetrisch ten opzichte van de as van de 5 zwenkinrichting elk een rij vezelstrengen aan de beide paren vezelneerlegrollen toevoeren.

Met de uitvinding wordt bereikt, dat de door de rollen van het ene neerlegrollenpaar neergelegde vezelstrengrij nauwkeurig de openingen opvult die aanwezig 10 zijn tussen de vezelstrengrij die wordt neergelegd door de rollen van het andere neerlegrollenpaar, waarbij alle vezelstrengen nagenoeg gelijktijdig op dezelfde plaats van de wikkeldoorn en onder een zelfde wikkelhoek worden neergelegd.

15 Een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding wordt in het nu volgende nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin: fig. 1 schematisch een dwarsdoorsnede toont over een neerlegsysteem met vier neerlegroliën en drie 20 toevoerrollen; en fig. 2 een bovenaanzicht toont op*de neerleg-rollen gezien in de richting van de pijl A van fig. 1.

Fig. 1 toont een draaibare wikkeldoorn 1, waarlangs een niet weergegeven slede heen en weer beweeg-25 baar is in de richting van de hartlijn 2 van de wikkel-doom 2. De slede draagt een neerlegsysteem, dat in hoofdzaak bestaat uit een vasthoudarm 3 met de daaraan gemonteerde vezeltoevoerrollen 4, 5, 6 benevens een zwenkinrichting 7, aan het ondereinde waarvan vier neer-30 legrollen 8, 9, 10 en 11 zijn gemonteerd. De zwenkinrichting 7 is via een kogelleger 12 zodanig in een boring van de vasthoudarm 3 gelegerd, dat de zwenkas 13 haaks op de hartlijn 2 van de wikkeldoorn loopt. Zoals verder uit fig. 1 blijkt zijn de assen 14, 15, 16 en 17 35 van de neerlegrollen zodanig evenwijdig aan elkaar in de zwenkinrichting 7 gelegerd, dat zij - in dwarsdoorsnede gezien - de hoekpunten van een gelijkbenig trapezium vormen. Daarbij liggen de beide buitenste rollen 8, 11 en de beide binnenste rollen 9, 10 steeds op gelijke 40 afstanden van de hartlijnen 13 resp. 2.

8301665 - 4 -

Zoals blijkt uit fig. 2 vormen de beide rollen 8/ 9 aan de linkerzijde van de zwenkas 13 en de beide rollen 10, 11 aan de rechterzijde van de zwenkas 13 telkens een paar, waarvan de groeven 18a, 18b in lijn met elkaar 5 liggen. De groeven 18a van het rollenpaar 8, 9 zijn echter versprongen aangebracht ten opzichte van de groeven 18b van het rollenpaar 10, 11 en wel over de halve afstand n/2 van de middelpunten van de groeven. Daardoor passen de door het rollenpaar 10, 11 neergelegde vezelstrengen 20b 10 nauwkeurig in de openingen tussen de door het rollenpaar 8, 9 neergelegde vezelstrengen 20a. In het weergegeven voorbeeld hebben de ribben 21a, 21b tussen de groeven 18a, 18b ongeveer dezelfde breedte als de groeven. In de praktijk zal men echter de op de dwarsdoorsnede van de 15 afzonderlijke vezelstrengen 20a, 20b aangepaste groeven iets breder maken dan de ribben omdat de vezelstrengen na het verlaten van de neerlegrollen en het opheffen van de door de wikkeldoorn uitgeoefende trekspanning zich iets samen kunnen trekken.

20 Bij elk der beide paren neerlegrollen 8, 9 en 10, 11 is een vezeltoevoerrol 5 resp. 6 a^igebracht, van welke rollen de assen 22 en 23 haaks op de hartlijn 2 van de wikkeldoorn lopen. Om een nauwkeurige symmetrie te verkrijgen van de aan de rollen 8, 9, 10, 11 toe 25 te voeren vezelstrengen 20a en 20b ten opzichte van de zwenkas 13, is voor de rol 5 de afbuigrol 4 aangebracht.

In de stand als weergegeven in fig. 1 beweegt de slede met de vasthoudarm 3 van links naar rechts in de richting van de pijl B, terwijl gelijktijdig de wikkel-30 doorn 1 om zijn hartlijn 2 wordt verdraaid in de richting van de pijl C. Daardoor wordt de van de rol 5 afkomende vezelstrengrij 20a over de binnenste rol 9 vanaf de buitenste rol 8 op de wikkeldoorn 2 gelegd onder de wikkelhoek a. Om te bereiken dat de van de rol 6 afkomende 35 en door de binnenste rol 10 neer te leggen vezelstrengrij 20b gelijktijdig op dezelfde plaats en onder dezelfde hoek α op de wikkeldoorn 2 als de vezelstrengrij 20a wordt neergelegd, zijn de binnenste rollen 9, 10 ten opzichte van de buitenste rollen 8, 11 in de richting 40 van de zwenkas 13 verstelbaar in de houder 7 gelegerd, 830 1 6 ö5 - 5 - zodat bijvoorbeeld de rollen 8 en 10 zodanig kunnen worden ingesteld, dat de vezelstrengrijen 20a en 20b na het verlaten van de rollen 8 en 10 in hetzelfde vlak lopen.

Na het bereiken van het rechter eindpunt keert 5 de slede om en beweegt zich van rechts naar links zoals aangegeven met de gestreepte pijl D. Bij het keren van de slede wordt de vezelstrengrij 20b door de buitenste rol 11 overgenomen, terwijl de vezelstrengrij 20a direkt door de binnenste rol 9 wordt neergelegd. Daardoor ontstaat de 10 wikkelhoek - α overeenkomstig de streepstiplijn. Om een juiste overneming van de vezelstrengrijen 20a en 20b vanaf de binnenste rollen naar de buitenste rollen bij het rechter ofwel linker keerpunt van de slede te bereiken, zijn de rollen van elk der beide rollenparen 8, 9 en 10, 11 15 zodanig aangebracht dat - in bovenaanzicht in de richting van de pijl A gezien - de binnenste rol 9 de buitenste rol 8, respectievelijk de binnenste rol 10 de buitenste rol 11 iets overdekt. Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld hebben alle rollen dezelfde diameter maar het is duidelijk 20 dat het principe volgens de uitvinding eveneens kan worden toegepast bij vèrschillende diameters van de rol of wanneer ëën of meer rollen worden vervangen door andere geleidings-middelen met dezelfde werking.

- conclusies - 8301665

Claims

1. Inrichting voor het vervaardigen van kruiswikkel-lagen voor vezelversterkte, rotatiesymmetrische wikkel-lichamen, met een draaibare wikkeldoorn en een evenwijdig met de as van de wikkeldoorn heen en weer beweegbare 5 slede, die een neerlegsysteem draagt met vast gemonteerde vezeltoevoerrollen en met om de as van een gemeenschappelijke zwenkinrichting verzwenkbare vezelneerlegrollen, waarbij ten minste de vezelneerlegrollen zijn voorzien van groeven voor het geleiden en gelijktijdig neerleggen 10 van een aantal, evenwijdig aan elkaar lopende, in kunsthars gedrenkte, vezelstrengen op de wikkeldoorn, met het kenmerk, dat de zwenkinrichting (7), waarvan de zwenkas (13) haaks op de hartlijn (2) van de wikkeldoorn (1) loopt, is voorzien van vier vezelneerlegrollen 15 (8,9,10,11), waarvan de evenwijdig met elkaar lopende hartlijnen (14,15,16,17) -„in dwarsdoorsnede gezien -een gelijkbenig trapezium vormen, waarbij de beide buiten-, ste (8,11) en de beide binnenste rollen (9,10) elk op gelijke afstanden liggen van de as (13) van de zwenk-20 inrichting (7) respectievelijk de hartlijn (2) van de wikkeldoorn (1), de beide rollen (8,9) aan de ene en de beide rollen (10,11) aan de andere zijde van de zwenkas (13) elk een paar vormen waarvan de groeven (18a, resp. 18b) in lijn met elkaar liggen en de groeven (18a) van het 25 ene paar (8,9) ten opzichte van de groeven (18b) van het andere paar (10,11) over de halve afstand van de groef-middelpunten (n/2) versprongen zijn en de ribbreedte tussen de groeven ongeveer gelijk is aan de breedte van de groeven en aan elk der beide paren vezelneerleg-30 rollen (8,9;10,11) ten minste êên vezeltoevoerrol (5,6) is toegeveegd, waarvan de assen (22,23) haaks op de hartlijn (2) van de wikkeldoorn (1) lopen en die symmetrisch ten opzichte van de as (13) van de zwenkinrichting (7) elk een rij vezelstrengen (20a,20b) aan de beide 35 paren vezelneerlegrollen (8,9?10,11) toevoeren.

2. Inrichting volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de beide binnenste rollen (9,10) 8301665 - 7 - ten opzichte van de beide buitenste rollen (8,11) verstelbaar zijn op zodanige wijze, dat de door een buitenste rol (8) van het ene paar (8,9) en de door de binnenste rol (10) van het andere paar (10,11) neergelegde vezel-5 strengrijen (20a,20b) nagenoeg in hetzelfde, de wikkelhoek (a) vormende vlak verlopen.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t het kenmerk, dat de rollen (8,9;10,11) van elk der beide paren, in bovenaanzicht gezien, elkaar iets 10 overdekken.

4. Inrichting als beschreven en/of weergegeven in de tekening. 3301665