NO161363B - Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand. - Google Patents

Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand. Download PDF

Info

Publication number
NO161363B
NO161363B NO823569A NO823569A NO161363B NO 161363 B NO161363 B NO 161363B NO 823569 A NO823569 A NO 823569A NO 823569 A NO823569 A NO 823569A NO 161363 B NO161363 B NO 161363B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
winding
wound
windings
station
filament
Prior art date
Application number
NO823569A
Other languages
English (en)
Other versions
NO823569L (no
NO161363C (no
Inventor
Warren Hill Pinter
David Harvey Blaney
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of NO823569L publication Critical patent/NO823569L/no
Publication of NO161363B publication Critical patent/NO161363B/no
Publication of NO161363C publication Critical patent/NO161363C/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H81/00Methods, apparatus, or devices for covering or wrapping cores by winding webs, tapes, or filamentary material, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82Cores or mandrels
    • B29C53/821Mandrels especially adapted for winding and joining
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • 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
    • B29C53/583Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features
    • B29C53/585Winding and joining, e.g. winding spirally helically for making tubular articles with particular features the cross-section varying along their axis, e.g. tapered, with ribs, or threads, with socket-ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • 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
    • B29C53/62Winding and joining, e.g. winding spirally helically using internal forming surfaces, e.g. mandrels rotatable about the winding axis
    • 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
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/20Geometry three-dimensional
    • F05B2250/29Geometry three-dimensional machined; miscellaneous
    • F05B2250/292Geometry three-dimensional machined; miscellaneous tapered
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2933Coated or with bond, impregnation or core
    • Y10T428/2936Wound or wrapped core or coating [i.e., spiral or helical]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2973Particular cross section
    • Y10T428/2975Tubular or cellular

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstilling av en avsmalnende fiberarmert plastgjenstand ved kontinuerlig spiralformet påvikling av et fiberbånd på en form som smalner av i lengderetningen, hvorved fiberbåndet påvikles mellom formens tykke og den tynne ende og vindingene i en vikling anbringes mellom vindingene i den foregående vikling med samme fiberretning.
Tråd- eller filamentviklingsteknikk finner ofte anvendelse
i moderne tilvirkningsmetoder for fremstilling av gjenstander med forbedrete fasthetsegenskaper, såsom det omtales i US-patentskrifter 3.429.758, 4.273.601 og DE-off.skrift 2.736.125. I disse metoder inngår vikling av høyfaste filamenter eller tråder som er anordnet i en matrise av bindemateriale rundt en form eller kjerne av en fasong som i hovedsak motsvarer den ønskete form av den ferdige gjenstand, med påfølgende herding av matrisematerialet. Ved fremstilling av en langstrakt gjenstand, eksempelvis en aerofoil, ved anvendelse av ovennevnte filamentviklingsmetode, kan formen og filamentene forflyttes i frem- og tilbakegående retning i forhold til hverandre langs formens lengde- eller viklingsakse, under påviklingen av filamentene rundt formen, hvorved det dannes en rekke lag av filamentmateriale hvor filamentene i hvert lag forløper i en vinkel med formens lengde- eller viklingsakse og likeledes med filamentene i tilgrensende lag. For å oppnå kontinuerlig, frem- og tilbakegående forflytting av filamentene langs formen under påviklingen, anordnes vendere eller viklings-ringer ved enden av formen eller det formsegment som vikles,
og de overliggende endevindinger i de ulike sjikt dannes derved idet filamentene vikles over kantene og tvers over en ytterside av viklingsringen, under reversering av retningen for den langs-
gående bevegelse mellom fibrene og formen. Dessuten kan fiberbåndet påvikles med en overlapping på ca. 50% på formen.
Påviklingen kan videre skje med varierende mønstre når gjenstanden avsmalner. i lengderetningen. F.eks. fremstilles en slik gjenstand ifølge DE-off.skrift ved at en avsmalnende form kontinuerlig påvikles et fiberbånd. Et første lag dannes ved at båndet påvikles mellom formens tykke og tynne ender. På den tykke ende anbringes båndet med innbyrdes avstand og i et andre lag anbringes båndet i mellomrommene i det første lag osv.
Dersom gjenstanden som vikles, eksempelvis et moderne vindturbinblad, har en slik form som avsmalner i lengderetning, vil en kontinuerlig vikling av filamentene rundt formen under opprett-holdelse av den innbyrdes, frem- og tilbakegående bevegelse mellom filamentene og formen, resultere i en tykkere material-ansamling ved den smale formende enn ved den grovere ende, slik det vil være åpenbart for den fagkyndige. Dette er ofte uønsket. Hvis den viklete gjenstand f.eks. består av et vindturbinblad,
er det, for å redusere påkjenningene i bladet grunnet sentrifugal-kreftene til et minimum, nødvendig at bladspissen er tynnere enn bladroten. I overensstemmelse med den kjente teknikk er det, ved vikling av en gjenstand på slik måte at et smalere spissparti blir tynnere enn et grovere rotparti, vanlig at gjenstanden vikles av et antall rettavkortede, kontinuerlige filamentsjikt. Dette innebærer f.eks. at det opprettes et første, fullstendig sjikt ved at det på formen, stort sett i dennes fulle lengde, anbringes påviklet filamentmateriale. Det påvikles deretter et andre, kontinuerlig sjikt bare rundt en del av kjernen, slik at det udekkete, første sjikt danner det smalere spissparti av gjenstanden som fremstilles. Deretter vikles et tredje, kontinuerlig sjikt over en del av formen på slik måte, at deler av det første og det andre lag forblir blottlagt. Det vil innses at en slik metode for vikling av en avsmalnende gjenstand hvor tykkelsen avtar fra den grovere til den smalere ende, resulterer i at gjenstanden får et tverrsnitt eller tykkelsesprofiler av avsats- eller trinnform. Ved anvendelse av kjent viklingsteknikk vil høyden av hvert trinn motsvare det antall filamentmaterial-tykkelser som er nødvendig for opprettelse av et fullstendig, kontinuerlig sjikt. Selv om det med en slik metode er mulig for tilvirkeren, i grovt tilnærmet gard, å gjengi en optimal (ønsket)
tykkelsesprofil for gjenstanden, vil det være ønskelig med en fremgangsmåte for tilnærmet gjengivelse, innenfor snevrere gren-ser, av en ønsket tykkelsesprofil.
En annen fremgangsmåte for vikling av gjenstander under nøyaktig regulering av tykkelsen omfatter anvendelse av tynnere filamentmateriale (forgarn) under viklingsprosessen. Kravene til håndteringen av slike forgarn vil imidlertid i alvorlig grad nedsette effektiviteten av denne produksjons-vikleprosess, grunnet økningen av sjiktantallet og dermed den nødvendige vikletid.
Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse
å angi en forbedret fremgangsmåte til fremstilling av en filamentviklet gjenstand, som vil muliggjøre en større tilnærming til en ønsket tykkelsesprofil, enn det som hittil har vært oppnåelig i tilknytning til kjent filamentviklingsteknikk slik den eksempelvis fremgår av de ovennevnte patentskrifter.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kjennetegnes ved
a) at fiberbåndvindingene i et første trinn anbringes i den tykke ende av formen med en innbyrdes avstand som er lik båndets
bredde, i formens midtområde anbringes tett opptil hverandre til dannelse av et første lukket lag, og i den tynne ende av formen anbringes slik at de overlapper hverandre, og
b) at fiberbåndet i et andre trinn bare påvikles mellom den tykke ende og midtområdet, hvorved vindingene i det tykke område
anbringes mellom båndene anbrakt i trinn a) og i midtområdet anbringes under dannelse av et andre lukket lag.
Ved en foretrukket utførelse kan samtlige fiberbåndvindinger i trinn a) og trinn b) påvikles parallelle med hverandre, eller alternativt påvikles slik at de krysser hverandre.
Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et perspektivriss av en gjenstand under fremstilling ved hjelp av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 viser et del-sideriss av en gjenstand som fremstilles ved filamentvikling i overensstemmelse med oppfinnelsen.
Fig. 3 viser et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2.
Fig. 4 viser et snitt langs linjen 4-4 i fig. 2.
Fig. 5 viser et snitt langs linjen 5-5 i fig. 2.
Fig. 6 viser et del-sideriss av gjenstanden ifølge fig.
2 etter ytterligere filamentviklingstrinn i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
Fig. 7 viser et snitt langs linjen 7-7 i fig. 6.
Fig. 8 viser et snitt langs linjen 8-8 i fig. 6.
Fig. 9 viser et forstørret del-snitt langs linjen 9-9 i fig. 6. Fig. 10 viser et del-snitt av en gjenstand som er fremstilt i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig. 11 viser et delsideriss av en gjenstand under fremstilling i overensstemmelse med en alternativ versjon av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.
En langstrakt, avsmalnende gjenstand er i fig. 1 vist under fremstilling ved hjelp av filamentviklingsprosessen ifølge den foreliggende oppfinnelse. I det viste tilfelle består gjenstanden av et avsmalnende aerofoilblad, eksempelvis for anvendelse i store vindturbinblader. Fremgangsmåten gjennomføres på en vikle-maskin 10, innbefattende en dreibar spindel eller aksel 13 med en påmontert form 16 som kan rotere med spindelen om en lengde-eller viklingsakse gjennom formen. Viklemaskinen 10 omfatter også en vogn eller et viklehode 19 som gjennomløper en rettlin-jet, frem- og tilbakegående bevegelse langs viklemaskinen i et spor 22. Fra en passende kilde (ikke vist) overføres et antall kontinuerlige filamenter eller forgarn 25, eksempelvis av glass-fiber eller liknende, til viklehodet 19, hvor de belegges med et egnet bindemiddel, såsom epoksy eller annet, egnet stoff,
slik at fibrene kan anordnes samlet i en matrise av bindemiddel, på en måte som er kjent innen teknikken. Fibrene anbringes på formen i et bånd som innbefatter overliggende enkeltsjikt eller flersjikt av innbyrdes tilgrensende forgarn i enkeltstrenger eller bunter. Den aerofoil som tilvirkes i overensstemmelse med denne fremgangsmåte, omfatter et antall viklete sjikt av filamentmateriale. Som det fremgår, danner vindingene i det lag som vikles på formen, en vinkel med vindingene i det foregående lag som er påviklet formen. Det er lett å innse at denne vinkelfor-skyvning av vindingene skyldes viklehodets langsgående bevegelse i forhold til formen, hvorved viklehodehastigheten i forhold til rotasjonshastigheten bestemmer vindingenes vinkelretning.
Ved vikling av det første lag (den første omgang av vindinger langs formen) fastgjøres filamentenes bindemiddelbehand-lete ender til høyre i formen, og formen roterer om sin lengde-akse mens viklehodet forflyttes langs formen fra høyre mot venstre. Idet det nærmer seg en vendeskive eller nålring 30, utlegger viklehodet en endevinding 3 2 av filamentmaterialet. Når viklehodet passerer enden av formen, oppfanges filamentene av én eller flere spiker som rager utad fra vendeskivekanten. Etter å ha passert vendeskiven, reverserer viklehodet
bevegelsesretningen
og vikler derved filamentene tvers over vendeskivens ytterside, hvoretter fibrene oppfanges av et antall spiker som er forskjøvet i forhold til de spikrer som først oppfanget filamentene. Under sin fortsatte bevegelse forflyttes viklehodet langs formen, fra venstre mot høyre, idet det først vikler endevindingen 37 som krysser over endevindingen 32. Ved fortsatt bevegelse av viklehodet 19 langs formen 16, mens denne roterer på spindelen, opprettes et andre lag eller en andre omgang av innbyrdes atskilte vindinger av filamentmaterialet. Viklehodets frem- og tilbakegående passering av formen gjentas under påføring av ulike, overliggende lag av innbyrdes atskilte forgarnvindinger, hvor hvert lag eller hver omgang danner en vinkel med det nærmest foregående lag. Det fremgår følgelig at et tredje lag vil påføres etter forflytting av viklehodet 19 langs formen fra venstre mot høyre, og reversering av viklehodets bevegelsesretning. Det er åpenbart at vindingene i det tredje lag vil forløpe stort sett parallelt med vindingene i det første lag, men krysser vindingene i det andre lag. På denne måte vikles vindingene i hvert lag parallelt med vindingene i foregående lag eller omganger som er påført ved forflytting av viklehodet i én og samme retning.
Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse kan også utøves ved å bibringe formen en frem- og tilbakegående dreie-bevegelse i forhold til det uviklete bånd (viklehodet), slik at hver endring av viklehodets bevegelse i langsgående retning, langs viklingsaksen, i forhold til formen etterfølges av en reversering av formens rotasjonsretning. Idet viklehodet full-fører sin langsgående bevegelse og reverserer bevegelsesretningen, vil rotasjonsretningen for formen på spindelen 13 reverseres, slik at samtlige vindinger som vikles på formen 16, for-løper stort sett parallelt, og innbyrdes kryssing av vindingene bortfaller. Denne fremgangsmåte er nærmere beskrevet i norsk
patentsøknad 823568.
Når en avsmalnende gjenstand, eksempelvis et aerofoilblad, vikles av innbyrdes ovenpåliggende, fullstendige sjikt av filamentmateriale, vil, som tidligere nevnt, tykkelsen av det viklete materiale være omvendt proporsjonalt med formens omkrets. Ved konstant viklingsvinkel kan dette forhold uttrykkes generelt ved nedenstående ligning:
Pl <fc>l <-><P>2 fc2o
hvor er et mål på omkretsen eller omfanget ved en stasjon 1, P2 er et mål på omkretsen eller omfanget ved en stasjon 2,
t^ er middeltykkelsen av det viklete materiale ved stasjon 1
og t2 er middeltykkelsen av det viklete materiale ved stasjon 2. Det fremgår av dette at for en avsmalnende gjenstand, eksempelvis det foreliggende vindturbinaerofoilblad, vil bladets spissparti, i overensstemmelse med dette forhold, bli vesentlig tykkere enn rotpartiet. Da spisspartiet vanligvis belastes mindre enn rotpartiet, er det motsatte å foretrekke, dvs. at det vanligvis er ønskelig at spisspartiet tilvirkes betydelig tynnere enn rotpartiet. Ved hjelp av tidligere kjent filamentviklingsteknikk kan dette oppnås ved at det ved spisspartiet vikles fullstendige sjikt i et mindre antall enn ved rot- og midtpartiene. Det kan f.eks. vikles et fullstendig sjikt i formens fulle lengde, og et andre, fullstendig sjikt fra roten til en stasjon på formen, hvor det bortenfor denne stasjon bare kreves ett materialsjikt. Et tredje, fullstendig sjikt kan deretter vikles på det andre sjikt fra roten til en stasjon på bladet, hvor det bortenfor denne stasjon er tilstrekkelig bare med de to første sjikt. På denne måte oppstår en avsats- eller trinnformet konstruksjon.
Det er selvsagt lett å innse at den nøyaktighet hvormed denne avsats- eller trinnformete tykkelsesprofil kan tilnærmes en stort sett jevn og motsvarende dimensjonert (ønsket) profil, begrenses av tykkelsen av de viklete sjikt. Ved en avsmalnende konstruksjon, eksempelvis det ovennevnte vindturbinblad, er det innlys-ende, slik det fremgår av den tidligere omtalte forbindelse mellom tykkelse og formomkrets, at filamentsjikt som vikles på formen, kan være mange ganger tykkere enn ønskelig ved spisspartiet, grunnet forskjellen i omkrets for spisspartiet og rotpartiet av formen. Ved tidligere kjente viklemetoder for vikling av et antall innbyrdes ovenpåliggende sjikt av minskende lengder, for opprettelse av en trinnprofil i tilnærmelse til den ønskete tyk-kelsesprof il , vil trinnhøydene motsvare tykkelsen av fullstendige filamentsjikt, og av den grunn vil slike trinn ofte bare gi meget grove tilnærmelser til en kontinuerlig tykkelsesprofil som be-tinges av den analytiske utforming av komponenten.
Ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse kan trinnhøyden reduseres vesentlig, og den filamentviklete gjenstand vil derfor kjennetegnes ved en tykkelsesprofil i større tilnærmelse til
en jevn konstruksjonsprofil enn det som er oppnåelig ved anvendelse av tidligere kjent viklingsteknikk. Ifølge den foreliggende oppfinnelse utformes et antall innbyrdes ovenpåliggende "delsjikt" som omfatter sammenhengende partier ved mindre formomkrets og usammenhengende partier ved større formomkrets, som senere dekkes av andre delsjikt. På denne måte vil høydene av viklings-trinnene i tilnærmelse til den ønskete tykkelsesprofil reduseres betydelig i forhold til trinnhøydene i tilknytning til fullstendige filamentsjikt, og det oppnås en større tilnærmelse til en jevn, ønsket tykkelsesprofil.
Ved utøvelse av den foreliggende oppfinnelse blir det,
som vist i fig. 2-5, opprettet en første, en andre og en tredje stasjon, henholdsvis 50, 55 og 60, på formen, hvor den andre stasjon 55 er beliggende mellom den første og den tredje stasjon. Ved den første stasjon 50 har formen større omfang enn ved den tredje stasjon 60. I eksemplet ifølge fig. 2-5 er omfanget ved stasjon 50, av illustrasjonsmessige grunner, antatt å være to ganger større enn ved stasjon 55 og fire ganger større enn ved stasjon 60. Når stasjonenes beliggenhet er tilstrekkelig bestemt, vikles filamentmaterialet kontinuerlig rundt formen ved anvendelse av en av de fremgangsmåter som er beskrevet i det oven-stående i forbindelse med fig. 1. Ifølge fig. 2-5 reverseres viklehodets og det dermed forbundne filamentbånds bevegelse i langsgående retning samtidig med reversering av formens rotasjonsretning, slik at etterfølgende lag eller omganger av filament-vindinger anordnes parallelt med hverandre. Filamentbåndet av hensiktsmessig bredde eller tykkelse vikles kontinuerlig rundt formen mellom den første og tredje stasjon, til hele omfanget av formen ved den andre stasjon er dekket med et sjikt av filamentmateriale av ønsket tykkelse, mens deler av formomfanget i sonen ved den første stasjon forblir udekket av materiale.
Dette danner et av de ovennevnte "delsjikt". Ifølge fig. 2-5
er omkretsen eller omfanget ved stasjon 60 halvparten så stort som ved stasjon 55 hvor omfanget dekkes av et filamentbåndlag av enkelttykkelse, og derfor vil vindingene ved stasjon 60, i overensstemmelse med oppfinnelsen, plasseres ovenpå hverandre i slik omfatning at filamentbåndet blir viklet i dobbelt tykkelse ved stasjon 60. Men da omfanget ved stasjon 50 er to ganger så stort som ved stasjon 55 hvor stasjon 55 er dekket av materiale, vil stasjon 50 bare dekkes omtrent halvveis.
Som vist i fig. 6-9 vikles deretter filamentbånd mellom stasjonene 50 og 55, til omfanget av formen ved den første stasjon er helt dekket av filamentmateriale. Når dette trinn er fullført er formen ved stasjon 50 således dekket av et enkelt-sjiktbånd, slik det tydeligst fremgår av fig. 7, mens formen ved stasjon 55 er dekket av et filamentbånd av dobbelt tykkelse.
Det er følgelig åpenbart, at når formen vikles i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, vil samtlige stasjoner på formen bli fullstendig dekket, selv om formen ved stasjon 60 bare dekkes av et dobbelt bånd av materialtykkelse. Ved anvendelse av tidligere kjente metoder, hvor det bare skulle vikles fullstendige sjikt innen overliggende sjikt ble påviklet mellom stasjonene 50 og 55, ville minimumstykkelsen ved stasjon 60 utgjøre fire båndtykkelser, idet omkretsen ved stasjon 60
er en fjerdedel av omkretsen ved stasjon 50. Det fremgår således at når en hel gjenstand tilvirkes ved filamentvikling i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, vil høyden av de anordnete trinn i tilnærmelse til den ønskete tykkelsesprofil bli vesentlig mindre enn ved tidligere kjente metoder, slik at tilnærmelsen i meget større grad enn hittil mulig vil overensstemme med en ønsket tykkelsesprofil. Av eksemplet i fig. 2-9 vil det fremgå at det første av disse trinn bare har dobbelt båndtykkelse, mens samme, første trinn ville få fire båndtykkelser ved anvendelse av tidligere kjent teknikk for vikling av innbyrdes ovenpåliggende, fullstendig kontinuerlige sjikt.
Fig. 10 viser den forbedrete tilnærmelse til en ønsket tykkelsesprofil som kan oppnås med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I fig. 10 er det vist en profil av spisspartiet av et filamentviklet aerofoilblad. Trinn 75-100 representerer de delsjikt som opprettes i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og dette innebærer at det blottlagte parti av hvert trinn representerer en fullstendig (kontinuerlig) fordeling av viklete filamenter, mens det parti av hvert trinn som dekkes av et overliggende sjikt, som tidligere beskrevet, innbefatter åpne eller ufullstendige soner. Linjen 105 representerer en ønsket tykkelsesprofil, eksempelvis basert på analytiske konstruk-sjonsmetoder. Linjen 115 representerer profilen av en ende av vindturbinbladviklingen, som ville opprettes med forgarn av ens-artet tykkelse under anvendelse av tidligere kjent teknikk. Det er lett å innse, at med slike, kjente metoder hvorved det vikles fullstendige, kontinuerlige sjikt, vil spisstykkelsen bli at-skillig større enn tykkelsen i en indre sone. Det er således tydelig at med slike, tidligere kjente teknikker vil tykkelses-profilen ved enden ikke engang ha grov tilnærmelse til den ønskete tykkelsesprofil. Det er imidlertid åpenbart at ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, nemlig vikling av delsjikt dvs. sjikt med avbrudd, hvor sjiktet dekkes av etterfølgende sjikt, kan trinndimensjonene være meget mindre enn de hittil kjente, og en slik reduksjon av trinndimen-sjonen vil, slik den fagkyndige vil innse, muliggjøre en meget snevrere tilnærmelse til en ønsket profil. De reduserte trinn-dimensjoner medfører dessuten en minskning i antall og størrelse av de opptredende hulrom, hvorved den viklete gjenstands fasthet økes.
Selv om den foreliggende oppfinnelse er beskrevet i tilknytning til filamentviklingsteknikk hvor samtlige lag eller omganger vikles på formen i generelt parallelle retninger, vil det innses av den fagkyndige at denne fremgangsmåte er like egnet for viklingsteknikk av kryssingstype, hvor hvert lag eller hver viklet omgang danner en vinkel med de tilgrensende lag, slik at det opprettes et "kurvflettings"-mønster av filamentbåndet.
En slik båndfordeling er vist i fig. 11. Som tidligere omtalt oppstår dette båndmønster når viklehodet forflyttes frem og til-bake i langsgående retning i forhold til formen, mens formens rotasjonsretning opprettholdes konstant. Fig. 11 viser stasjonene 50, 55 og 60, hvor formen ved stasjon 50 innbefatter åpne soner eller avbrudd mellom båndene. Ved stasjon 55 har båndene dobbelt tykkelse, mens filamenttykkelsen ved stasjon 60 motsvarer fire båndtykkelser. De åpne partier og overliggende eller kryssende bånd ved stasjon 50 blir i middeltall en enkelt båndtykkelse som, med den doble båndtykkelsen ved stasjon 55 og den firdoble båndtykkelsen ved stasjon 60, er i overensstemmelse med den tidligere omtalte forbindelse mellom viklet fibertykkelse og form-omfang. Det vil innses av den fagkyndige, at egenskapene som følge av redusert trinndimensjon, for nøyaktig tilnærmelse av konstruksjonstykkelsesprofiler, vil oppnås like lett med denne kryssviklingsfremgangsmåte som med de tidligere beskrevne fremgangsmåter for parallellvikling av bånd.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av en avsmalnende fiberarmert plastgjenstand ved kontinuerlig spiralformet påvikling av et fiberbånd på en form som smalner av i lengderetningen, hvorved fiberbåndet påvikles mellom formens tykke og den tynne ende og vindingene i en vikling anbringes mellom vindingene i den foregående vikling med samme fiberretning, karakterisert ved a) at fiberbåndvindingene i et første trinn anbringes i den tykke ende av formen med en innbyrdes avstand som er lik båndets bredde, i formens midtområde anbringes tett opptil hverandre til dannelse av et første lukket lag, og i den tynne ende av formen anbringes slik at de overlapper hverandre, og b) at fiberbåndet i et andre tinn bare påvikles mellom den tykke ende og midtområdet, hvorved vindingene i det tykke område anbringes mellom båndene anbrakt i trinn a) og i midtområdet anbringes under dannelse av et andre lukket lag.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at samtlige fiberbåndvindinger i trinn a) og trinn b) påvikles parallelle med hverandre.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at samtlige fiberbåndvindinger påvikles slik at de krysser hverandre.
NO823569A 1981-12-28 1982-10-27 Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand. NO161363C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/334,609 US4381960A (en) 1981-12-28 1981-12-28 Method of manufacturing a filament wound article

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO823569L NO823569L (no) 1983-06-29
NO161363B true NO161363B (no) 1989-05-02
NO161363C NO161363C (no) 1989-08-09

Family

ID=23307986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO823569A NO161363C (no) 1981-12-28 1982-10-27 Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand.

Country Status (18)

Country Link
US (1) US4381960A (no)
JP (1) JPS58114920A (no)
KR (1) KR890000614B1 (no)
AU (1) AU547286B2 (no)
BR (1) BR8206174A (no)
CA (1) CA1176148A (no)
DE (1) DE3239803A1 (no)
DK (1) DK155180C (no)
ES (1) ES8400716A1 (no)
FI (1) FI823656L (no)
FR (1) FR2518980B1 (no)
GB (1) GB2112739B (no)
IL (1) IL67114A (no)
IT (1) IT1155417B (no)
NL (1) NL187898C (no)
NO (1) NO161363C (no)
SE (1) SE447642B (no)
ZA (1) ZA827461B (no)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3211417C2 (de) * 1982-03-27 1986-12-18 Uranit GmbH, 5170 Jülich Vorrichtung zum Herstellen von Kreuzwicklungsschichten für faserverstärkte, rotationssymmetrische Wickelkörper
US4469730A (en) * 1982-12-30 1984-09-04 The Boeing Company Composite base structure and end fitting joint and method
FR2568511A1 (fr) * 1984-08-06 1986-02-07 Braille Yves Procede continu d'enroulements helicoidaux croises, d'une nappe en ruban, pour realiser des profiles a parois minces, en materiaux composites
GB2168111B (en) * 1984-12-08 1988-05-18 Rolls Royce Rotor aerofoil blade containment
US4690850A (en) * 1986-06-06 1987-09-01 K-2 Corporation Fiber reinforced braided ski core and method and apparatus for making same
GB2216606A (en) * 1988-03-23 1989-10-11 George Jeronimidis Fluid dynamic structures containing anisotropic material
US4886202A (en) * 1988-11-07 1989-12-12 Westinghouse Electric Corp. Method of making metal matrix monotape ribbon and composite components of irregular shape
US4997503A (en) * 1989-07-19 1991-03-05 Phillips Petroleum Company Filament winding apparatus and method
DE4005772A1 (de) * 1990-02-23 1991-09-05 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Stabfoermiger koerper und verfahren zu dessen herstellung
US5145320A (en) * 1990-08-28 1992-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mass loaded composite rotor for vibro-acoustic application
JP3054623B2 (ja) * 1991-06-05 2000-06-19 株式会社シマノ 竿材及びその製造方法
US5375324A (en) * 1993-07-12 1994-12-27 Flowind Corporation Vertical axis wind turbine with pultruded blades
US5492579A (en) * 1994-02-09 1996-02-20 Shakespeare Company Method for making composite utility pole
US5692351A (en) * 1995-03-20 1997-12-02 William S. Morrison, III Column support system with neck piece for supporting overhead loads
US5555696A (en) * 1995-03-20 1996-09-17 William S. Morrison, III Filament wound architectural column
SE511108C2 (sv) * 1997-12-16 1999-08-09 Eng Tex Ab Metod att bilda förformar vid tillverkning av fiberkompositer
ATE234713T1 (de) 1998-07-03 2003-04-15 Bonus Energy As Verfahren zum herstellen geschlossener strukturen aus verbundwerkstoff und formgerät zur benutzung in diesem verfahren
US6367225B1 (en) * 1999-07-26 2002-04-09 Wasatch Technologies Corporation Filament wound structural columns for light poles
US20030186038A1 (en) * 1999-11-18 2003-10-02 Ashton Larry J. Multi orientation composite material impregnated with non-liquid resin
KR100397030B1 (ko) * 2001-04-03 2003-09-03 (주)코에지 풍력발전기의 로터 블레이드 및 그 성형방법
US7490964B2 (en) 2002-10-09 2009-02-17 Genlyte Thomas Group Llc Modular pole system for a light fixture
DE102004058331C5 (de) * 2003-12-05 2017-03-23 Ernst Klütsch Umlenkvorrichtung zum Umlenken eines fadenartigen Gebildes sowie Verwendung einer derartigen Umlenkvorrichtung
ES2249182B1 (es) * 2004-09-14 2007-05-01 Gamesa Eolica S.A. Viga estructural de la pala de un aerogenerador eolico y proceso de fabricacion de la misma.
US7153090B2 (en) * 2004-12-17 2006-12-26 General Electric Company System and method for passive load attenuation in a wind turbine
US7363751B2 (en) * 2005-09-06 2008-04-29 Shakespeare Composite Structures, Llc Wound-in tenon/wound-in tenon collar for attachment of luminaire
DE102006011513A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Einlaufkonus aus einem Faserverbundwerkstoff für ein Gasturbinentriebwerk und Verfahren zu dessen Herstellung
US20090196756A1 (en) * 2008-02-05 2009-08-06 General Electric Company Wind turbine blades and method for forming same
ATE516947T1 (de) 2008-05-05 2011-08-15 Siemens Ag Verfahren zur herstellung von windturbinenschaufeln mit verbundwerkstoffen
US8123463B2 (en) * 2008-07-31 2012-02-28 General Electric Company Method and system for manufacturing a blade
US8061666B1 (en) 2008-08-05 2011-11-22 Philips Electronics Ltd Adapter assembly for pole luminaire
EP2425960B1 (en) * 2009-04-28 2017-05-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Filament winding device and filament winding method
DE102010005986B4 (de) * 2009-07-29 2017-10-19 East 4D- Carbon Technology Gmbh Verfahren zur Herstellung von kegel- und kegelstumpfförmigen Hohlkörpern und demgemäße Erzeugnisse
MX336672B (es) * 2009-08-24 2016-01-27 Utility Composite Solutions International Inc Poste modular compuesto de servicio publico.
EP2354106A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354104A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
EP2354105A1 (en) 2010-02-05 2011-08-10 3B Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
DK2361752T3 (en) * 2010-02-24 2015-07-13 Klaus Schultes Component-component fiber and process for producing same
US9499432B2 (en) 2012-04-18 2016-11-22 3B-Fibreglass Sprl Glass fibre composition and composite material reinforced therewith
US20140119937A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-01 General Electric Company Wind turbine rotor blade with fabric skin and associated method for assembly
WO2014122157A1 (en) * 2013-02-07 2014-08-14 Lm Wp Patent Holding A/S Limp, elongate element with glass staple fibres
US10099434B2 (en) * 2014-09-16 2018-10-16 General Electric Company Composite airfoil structures
DE102015117437A1 (de) * 2015-10-14 2017-04-20 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlagen-Rotorblatt und Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes
KR101952653B1 (ko) * 2017-12-13 2019-02-27 우림이엔지 주식회사 원통의 원주방향 테이핑 장치
RU180305U1 (ru) * 2018-02-26 2018-06-08 Александр Федорович Чабак Волокнистая заготовка для изготовления конструктивных элементов изделий
US11400624B2 (en) * 2018-09-24 2022-08-02 Raytheon Technologies Corporation Constant cross section mandrel for CMC components
US20200309307A1 (en) * 2019-03-28 2020-10-01 Cherne Industries Incorporated Pneumatic Plug System And Method

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3429758A (en) * 1966-01-24 1969-02-25 Edwin C Young Method of making filament wound structural columns
FR1529729A (fr) * 1967-04-25 1968-06-21 R D T Soc Pour L Etude Tube en fibres de verre et résine synthétique, procédé et machine pour sa fabrication
GB1288566A (no) * 1969-04-02 1972-09-13
US3673028A (en) * 1969-10-01 1972-06-27 Owens Corning Fiberglass Corp Glass fiber container and method of construction
US4089727A (en) * 1976-09-07 1978-05-16 Shakespeare Company Apparatus for making fiber reinforced plastic members
US4081220A (en) * 1976-12-17 1978-03-28 United Technologies Corporation Semi-spar wound blade
US4273601A (en) * 1977-10-31 1981-06-16 Structural Composites Industries, Inc. Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4247258A (en) * 1978-11-13 1981-01-27 United Technologies Corporation Composite wind turbine blade

Also Published As

Publication number Publication date
DK155180B (da) 1989-02-27
KR840001923A (ko) 1984-06-07
DK452282A (da) 1983-06-29
FI823656A0 (fi) 1982-10-26
KR890000614B1 (ko) 1989-03-22
FR2518980B1 (fr) 1985-12-20
DE3239803C2 (no) 1988-11-17
IT8223989A0 (it) 1982-10-29
SE8206093D0 (sv) 1982-10-27
FI823656L (fi) 1983-06-29
SE447642B (sv) 1986-12-01
NL187898B (nl) 1991-09-16
GB2112739B (en) 1985-02-20
ES516875A0 (es) 1983-11-16
JPH0242057B2 (no) 1990-09-20
ZA827461B (en) 1983-08-31
AU8973382A (en) 1983-07-07
DK155180C (da) 1989-07-10
SE8206093L (sv) 1983-06-29
IL67114A (en) 1990-07-26
IT1155417B (it) 1987-01-28
BR8206174A (pt) 1983-09-20
CA1176148A (en) 1984-10-16
FR2518980A1 (fr) 1983-07-01
US4381960A (en) 1983-05-03
NO823569L (no) 1983-06-29
ES8400716A1 (es) 1983-11-16
NO161363C (no) 1989-08-09
NL187898C (nl) 1992-02-17
JPS58114920A (ja) 1983-07-08
NL8204193A (nl) 1983-07-18
IL67114A0 (en) 1983-02-23
GB2112739A (en) 1983-07-27
AU547286B2 (en) 1985-10-10
DE3239803A1 (de) 1983-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO161363B (no) Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand.
NO813486L (no) Fremgangsmaate til fremstilling av en gjenstand av viklede filamenter.
US4273601A (en) Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4264278A (en) Blade or spar
US3963185A (en) Filament winding method
NO823568L (no) Fremgangsmaate til fremstilling av en filamentviklet gjenstand
US3700527A (en) Transverse filament reinforcing tape and methods and apparatus for the production thereof
US4645483A (en) Conical bobbin and method of forming same
US3144952A (en) Filament wound container
US5603146A (en) Arrangement and process for the production of short warps
NO146978B (no) Fremgangsmaate og anordning for tilfoersel av armeringstraad ved fremstilling av et roerprodukt
US3031361A (en) Process for making a wound laminate and article thereof
CN1198396A (zh) 将长丝卷绕成圆柱形交叉卷绕筒子的方法
WO1991014480A1 (en) Method for manufacturing a golf-club shaft of a fibre material and golf-club shaft made of a fibre material
US3411727A (en) Method of winding filaments to form a pressure vessel
JPS6349426A (ja) 釣竿等の積層管
JPH07164542A (ja) ファイバ強化樹脂製部品の製造装置およびその方法
SU1100111A1 (ru) Способ изготовлени слоистых изделий из композиционных материалов
NL1021043C2 (nl) Inrichting en werkwijze voor het wikkelen van vezels op een doorn ter verkrijging van een buisvormige structuur.
JPS623025Y2 (no)
US3320977A (en) Method of making hollow shapes of resin-impregnated glass fiber, and hollow shape resulting therefrom
CA3138242A1 (en) Method for producing a leak-tight vessel and leak-tight vessel obtained thereby
RU2495171C1 (ru) Способ изготовления изделий из композиционных волокнистых материалов с трансверсальным армированием нитью
CA1080593A (en) Method and apparatus for the production of wound cylindrical bodies of resin-impregnated glass fiber with a sandwich core
NL8104134A (nl) Met vezels versterkt t-stuk uit kunststofmateriaal voor leidingen.