NO823568L

NO823568L - PROCEDURE FOR MANUFACTURING A FILAMENT WRAPPED ARTICLE

Info

Publication number: NO823568L
Application number: NO823568A
Authority: NO
Inventors: Dale Evans Smith; Warren Hill Pinter
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-10-27
Publication date: 1983-06-29
Also published as: JPS58114919A; FR2518979B1; NL8204194A; ES516874A0; FR2518979A1; IL67115A0; AU551294B2; DK452382A; IT8223988A0; IN156524B; FI823655L; SE8206092L; ES8400715A1; DE3239804A1; FI823655A0; IT1155416B; SE8206092D0; KR840001922A; BR8206173A; ZA827460B

Description

Den foreliggende oppfinnelse har generell befatning medThe present invention is generally concerned with

en fremgangsmåte til fremstilling av en gjenstand ved filament-eller trådvikling, og vedrører, nærmere bestemt, en slik fremgangsmåte hvor hulrom i den viklete gjenstand reduseres til et minimum. a method for producing an object by filament or wire winding, and relates, more precisely, to such a method where voids in the wound object are reduced to a minimum.

Filamentviklingsteknikker kommer ofte til anvendelse i forbindelse med moderne metoder til fremstilling av gjenstander med øket fasthet. Slike teknikker innbefatter vikling av høyfaste filamenter eller tråder som er anordnet i en matrise av binde-materiale rundt en form eller kjerne av en fasong som stort sett motsvarer den ønskete form av den ferdige gjenstand, med påføl-gende herding av matrisematerialet. Ved fremstilling av en langstrakt gjenstand, eksempelvis en aerofoil, under anvendelse av slike trådviklingsmetoder, blir trådene vanligvis viklet rundt formen mens formen og trådene forskyves frem og tilbake i forhold til hverandre langs formens lengde- eller viklingsakse. Filament winding techniques are often used in connection with modern methods for the production of objects with increased strength. Such techniques involve winding high-strength filaments or threads arranged in a matrix of binding material around a mold or core of a shape that generally corresponds to the desired shape of the finished object, with subsequent curing of the matrix material. When producing an elongated object, for example an aerofoil, using such wire winding methods, the wires are usually wound around the mold while the mold and the wires are displaced back and forth relative to each other along the longitudinal or winding axis of the mold.

På denne måte anbringes flere lag av filamentmateriale på formen, hvor filamentene i hvert lag danner en vinkel med viklingsaksen og likeledes med filamentene i de tilgrensende lag. For å oppnå en kontinuerlig plassering av filamentene i frem- og tilbakegående retning langs formen under påviklingen av filamentene, anbringes vendere eller viklingsringer ved endene av formen eller endene av segmentet av den form som vikles, og det dannes overliggende endetørn i de ulike sjikt ved at filamentene vikles over kantene og tvers over en utside av viklingsringen, under reversering av retningen for den langsgående forskyvning mellom fibrene og formen. In this way, several layers of filament material are placed on the mold, where the filaments in each layer form an angle with the winding axis and likewise with the filaments in the adjacent layers. In order to achieve a continuous positioning of the filaments in a reciprocating direction along the form during the winding of the filaments, turners or winding rings are placed at the ends of the form or the ends of the segment of the form being wound, and overlying end mandrels are formed in the various layers by the filaments are wound over the edges and across an outside of the winding ring, reversing the direction of the longitudinal displacement between the fibers and the mold.

Det vil innses at filamentbåndene i hvert lag krysser båndene i det umiddelbart foregående lag under en spesiell vinkel som motsvarer den doble viklingsvinkel. Da belastningene rett-vinklet mot viklingsflaten under viklingsprosessen .'iblant er utilstrekkelig til i vesentlig grad å sammenpresse fibrene, med-fører slike krysninger av innbyrdes ovenpåliggende filamentbånd-sjikt at det oppstår hulrom i det lag som dannes av de to sjikt. Slike hulrom har tendens til å forårsake uregelmessige viklings-flater, svekke den filamentviklete gjenstand og innvirke uguns-tig på overensstemmelsen mellom den virkelige form av den viklete gjenstand og de ønskete konstruksjonsformer. It will be appreciated that the filament bands in each layer cross the bands in the immediately preceding layer at a particular angle corresponding to the double winding angle. As the loads at right angles to the winding surface during the winding process are sometimes insufficient to compress the fibers to a significant extent, such crossings of layers of filament bands superimposed on each other result in voids occurring in the layer formed by the two layers. Such voids tend to cause irregular winding surfaces, weaken the filament wound article and adversely affect the conformance between the actual shape of the wound article and the desired construction forms.

Viklingsmetoden som er beskrevet i det ovenstående, dvs. måten å vikle et filamentbånd rundt en roterende form under frem-og tilbakegående bevegelse av båndet og formen i langsgående retning, blir først benyttet ved opprettelse av regelmessige, geometriske former, såsom sylindrer og kuler, ved hjelp av filamentviklingsteknikk. Det vil være åpenbart for den fagkyndige at ved vikling av slike regelmessige, geometriske former vil filamentene følge stort sett geodetiske baner, dvs. baner som angir den korteste avstand mellom to atskilte overflatepunkter. Ved vikling av kompliserte, uregelmessige former, såsom en stor vindturbinaerofoil av vridd, avsmalnende fasong, er det imidlertid, for å kunne opprettholde konstant viklingsvinkel, ofte nød-vendig at filamentene vikles i ikke-geodetiske baner, hvorved båndene påføres tverrbelastning under påviklingen rundt formen eller det tilgrensende filamentsjikt. Slik tverrbelastning vil ofte resultere i separasjon av forgarn i et bånd og dannelse av hulrom som følge av denne separasjon. Det vil innses, at da hvert filamentlag krysser et foregående lag vil hulrom som oppstår på grunn av forgarnsseparasjon, senere ikke utfylles av ovenpåliggende, viklete lag. The winding method described above, i.e. the method of winding a filament band around a rotating die during reciprocating movement of the band and the die in the longitudinal direction, is first used when creating regular, geometric shapes, such as cylinders and spheres, by using filament winding technique. It will be obvious to the person skilled in the art that when winding such regular, geometric shapes, the filaments will largely follow geodesic paths, i.e. paths that indicate the shortest distance between two separate surface points. When winding complicated, irregular shapes, such as a large wind turbine aerofoil of twisted, tapered shape, however, in order to be able to maintain a constant winding angle, it is often necessary for the filaments to be wound in non-geodesic paths, whereby the ribbons are subjected to transverse stress during the winding around the shape or the adjacent filament layer. Such transverse loading will often result in the separation of front yarns in a band and the formation of cavities as a result of this separation. It will be appreciated that as each filament layer crosses a preceding layer, voids that occur due to pre-yarn separation will not later be filled by overlying, wound layers.

Som omtalt i det ovenstående, impregneres filamentmaterialet med et bindemiddel eller lim, f.eks. en epoksyharpiks eller liknende, som herdes etter viklingen. Selv om det kunne antas at hulrommene som oppstår i den viklete gjenstand som følge av sjiktkrysningen og filamentseparasjonen grunnet ikke-geodetiske viklingsbaner, skal kunne gjenfylles ved utflyting av bindemiddel, er det på grunn av den relativt høye filament-(lave bindemiddel ) -gehalt som er nødvendig for øket fasthet, i forening med kapillarvirkning og oppsuging som medfører at praktisk talt alt uherdet bindemiddel klebes til forgarnene, ikke konstatert noen slik utflyting. As discussed above, the filament material is impregnated with a binder or glue, e.g. an epoxy resin or similar, which hardens after winding. Although it could be assumed that the voids that occur in the wound object as a result of the layer crossing and filament separation due to non-geodesic winding paths, should be able to be refilled by the flow of binder, it is because of the relatively high filament (low binder) content that is necessary for increased firmness, in combination with capillary action and absorption which means that practically all unhardened binder sticks to the front yarns, no such liquefaction has been observed.

Det er derfor et hovedformål ved oppfinnelsen å angi en forbedret fremgangsmåte til fremstilling av gjenstander ved fila- mentvikling hvorved dannelsen av hulrom i gjenstanden reduseres til et minimum. Ifølge fremgangsmåten vil hulrommene som oppstår mellom filamentene på grunn av vikling langs ikke-geodetiske baner, gjenfylles av filamentmateriale fra overliggende viklings-lag. It is therefore a main purpose of the invention to specify an improved method for the production of objects by filament winding whereby the formation of voids in the object is reduced to a minimum. According to the method, the voids that occur between the filaments due to winding along non-geodetic paths will be refilled with filament material from overlying winding layers.

Ifølge oppfinnelsen er dette oppnådd, slik det fremgårAccording to the invention, this has been achieved, as can be seen

av nedenstående beskrivelse og medfølgende tegninger, ved at samtlige lag i et enkeltsjikt blir viklet i samme retning, hvorved alle kryssinger i hvilke som helst av sjiktene bortfaller slik at filamenter i et sjikt kan utfylle hulrom i et underliggende lag i samme sjikt. Ifølge oppfinnelsen vil en slik plassering av filamentmaterialet oppnås ved opprettelse av samtidige, frem- og tilbakegående, rettlinjete og roterende bevegelser mellom den form eller kjerne hvorom gjenstanden påvikles, og et bånd av filamentmateriale som vikles på formen. Ved en slik frem-og tilbakegående bevegelse vikles båndet rundt formen langs en viklingsakse gjennom formen, og når båndet er fremført til enden av formen, reverseres retningen, og båndet forflyttes bakover langs viklingsaksen, idet retningsreverseringen ledsages av en stort sett samtidig reversering av retningen for den innbyrdes dreiebevegelse mellom filamentmaterialet og formen. Det vil innses at slike samtidige retningsforandringer både i rettlinjet bevegelse langs viklingsaksen og dreiebevegelse om viklingsaksen medfører at forgarn i tilgrensende sjikt anbringes med ensartet viklingsretning rundt formen under fullstendig eliminering av filamentkryssinger med derav følgende hulromsdannelser. Grunnet den ensartede viklingsvinkel vil også forgarn i et overliggende lag kunne utfylle hulrom mellom forgarn i et underliggende lag. of the description below and accompanying drawings, in that all layers in a single layer are wound in the same direction, whereby all crossings in any of the layers are eliminated so that filaments in a layer can fill voids in an underlying layer in the same layer. According to the invention, such a placement of the filament material will be achieved by creating simultaneous, reciprocating, rectilinear and rotating movements between the form or core around which the object is wound, and a band of filament material that is wound on the form. In such a reciprocating movement, the strip is wound around the mold along a winding axis through the mold, and when the strip is advanced to the end of the mold, the direction is reversed, and the strip is moved backwards along the winding axis, the reversal of direction being accompanied by a largely simultaneous reversal of the direction of the mutual turning movement between the filament material and the mold. It will be realized that such simultaneous changes in direction, both in rectilinear movement along the winding axis and turning movement about the winding axis, means that front yarns in adjacent layers are placed with a uniform winding direction around the form while completely eliminating filament crossings with the resulting cavity formations. Due to the uniform winding angle, pre-yarn in an overlying layer will also be able to fill voids between pre-yarn in an underlying layer.

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 anvendelse av en kjent filamentviklingsmetode. Fig. 2 viser et del-sideriss av et parti av en gjenstand under vikling, som vist i fig. 1. The invention will be described in more detail in the following with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a perspective view of an object under manufacture using a known filament winding method. Fig. 2 shows a partial side view of a part of an object during winding, as shown in fig. 1.

Fig. 3 viser et snitt langs linjen 3-3 i fig. 2.Fig. 3 shows a section along the line 3-3 in fig. 2.

Fig. 4 viser et perspektivriss av en gjenstand under fremstilling ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse. Fig. 5 viser et del-perspektivriss av en gjenstand under fremstilling ved anvendelse av filamentviklemetoden ifølge fore- Fig. 4 shows a perspective view of an object being manufactured using the method according to the present invention. Fig. 5 shows a partial perspective view of an object under manufacture using the filament winding method according to

liggende oppfinnelse.lying invention.

I fig. 1 er en gjenstand av ikke-sirkulær, langstrakt tverr-snittsform, i dette tilfelle et langstrakt aerofoilblad eksempelvis for anvendelse i store vindturbiner vist under fremstilling ved hjelp av en kjent filamentviklemetode. Metoden er tilpasset for en viklemaskin 10 som omfatter en dreibar aksel (spindel) 13 som er forbundet med en form 16 som er slik påmontert at den roterer med akselen om formens lengde- eller viklingsakse. Videre omfatter viklemaskinen 10 en vogn eller et viklehode 19 som ved rettlinjet, frem- og tilbakegående bevegelse langs spor 22 gjen-nomløper viklemaskinen i dennes lengderetning. Fra en passende kilde (ikke vist) overføres et antall kontinuerlige filamenter eller forgarn 25, f.eks. glassfiber eller liknende, til viklehode 19 hvor de belegges med et egnet bindemiddel, f.eks. epoksy eller annen, egnet substans, slik at fibrene anordnes kollektivt i en matrise av bindemiddel på en måte som er velkjent innen denne teknikk. Fibrene anbringes på formen i et bånd innbefat-tende enkeltsjikt eller flersjikt av forgarn som befinner seg i umiddelbar berøring med hverandre, eller forgarn i enkle stren-ger eller bunter. Aerofoilen som fremstilles i overensstemmelse med denne metode, omfatter et antall viklete sjikt av filamentmateriale. I denne forbindelse betegner "sjikt" en kontinuerlig, fullstendig fordeling av forgarn over formens ytterflate eller over et indre, tilgrensende sjikt. Som det fremgår, er vindingene vinkelforskjøvet i forhold til formens viklingsakse, og det vil lett innses at en slik vinkelretning av vindingene fremkommer på grunn av viklehodets langsgående bevegelse i forhold til formen, hvorved viklehodets hastighet i forhold til formens rota-sjonshastighet er bestemmende for vindingenes vinkelretning. In fig. 1 is an object of non-circular, elongated cross-sectional shape, in this case an elongated aerofoil blade, for example for use in large wind turbines, shown being manufactured using a known filament winding method. The method is adapted for a winding machine 10 which comprises a rotatable shaft (spindle) 13 which is connected to a form 16 which is mounted in such a way that it rotates with the shaft about the longitudinal or winding axis of the form. Furthermore, the winding machine 10 comprises a carriage or a winding head 19 which, in rectilinear, reciprocating movement along track 22, passes through the winding machine in its longitudinal direction. From a suitable source (not shown) a number of continuous filaments or rovings 25 are transferred, e.g. fiberglass or similar, to winding head 19 where they are coated with a suitable binder, e.g. epoxy or other suitable substance, so that the fibers are arranged collectively in a matrix of binder in a manner well known in the art. The fibers are placed on the mold in a band containing single or multiple layers of yarns that are in immediate contact with each other, or yarns in simple strands or bundles. The airfoil produced in accordance with this method comprises a number of wound layers of filament material. In this connection, "layer" denotes a continuous, complete distribution of yarn over the outer surface of the mold or over an inner, adjacent layer. As can be seen, the windings are angularly offset in relation to the winding axis of the form, and it will be easily realized that such an angular direction of the windings arises due to the longitudinal movement of the winding head in relation to the form, whereby the speed of the winding head in relation to the rotational speed of the form is decisive for the windings angular direction.

Ved vikling av det første eller innerste sjikt eller omfar, som vist i fig. 1, fastgjøres ender av det bindemiddelbehandlete filamentbånd ved en ende av formen, og formen dreies om sin lengdeakse mens viklehodet forflyttes langs formen fra høyre til venstre. Idet det nærmer seg en vendeskive 30, utlegger viklehodet et endetørn 32 av filamentmateriale. Når viklehodet pas-serer enden av formen, oppfanges filamentene av én eller flere spikrer som strekker seg ut fra kanten av vendeskiven 30. Etter å ha passert vendeskiven reverserer viklehodet retningen, for derved å vikle filamentene over utsiden av vendeskiven, hvoretter fibrene oppfanges av et antall spikrer som er forskjøvet i for hold til de spikrer som først oppfanget filamentene. Idet viklehodet innleder sin forflytting langs formen i den motsatte retning, utlegges en endevinding 37 som krysser endevindingen 32. Ved fortsatt forflytting av viklehodet 19 langs formen 16 fra venstre til høyre, mens formen roterer, fremkommer et andre sjikt (omfar) av innbyrdes atskilte vindinger av filamentmateriale . Det vil innses at et tredje sjikt anbringes etter at viklehodet 19 har passert langs formen i den retning som er vist i fig. 1 og bevegelsesretningen for viklehodet 19 er reversert. Det vil være åpenbart for den fagkyndige at forgarnvindingene When winding the first or innermost layer or wrap, as shown in fig. 1, ends of the binder-treated filament tape are fixed at one end of the form, and the form is rotated about its longitudinal axis while the winding head is moved along the form from right to left. As it approaches a turntable 30, the winding head lays out an end mandrel 32 of filament material. When the winding head passes the end of the mold, the filaments are caught by one or more nails that extend from the edge of the turning disk 30. After passing the turning disk, the winding head reverses its direction, thereby winding the filaments over the outside of the turning disk, after which the fibers are caught by a the number of nails that have been displaced in relation to the nails that first caught the filaments. As the winding head begins its movement along the mold in the opposite direction, an end winding 37 is laid out which crosses the end winding 32. By continued movement of the winding head 19 along the mold 16 from left to right, while the mold rotates, a second layer (round) of mutually separated windings appears of filament material. It will be appreciated that a third layer is placed after the winding head 19 has passed along the mold in the direction shown in fig. 1 and the direction of movement of the winding head 19 is reversed. It will be obvious to the person skilled in the art that the pre-yarn windings

i det tredje lag stort sett forløper parallelt med og i tilgrens-ning til vindingene i det første lag, men at de krysser vindingene i det andre lag. Hvert etterfølgende lag anbringes parallelt med de lag som er påført under viklehodets forflytting langs formen i samme retning. Ved kontinuerlig gjentagelse av denne prosess fremkommer et fullstendig sjikt av forgarn som er påført formen i "kurvflettings"-mønster med en tykkelse av to lag. in the third layer mostly run parallel to and adjacent to the windings in the first layer, but that they cross the windings in the second layer. Each subsequent layer is placed parallel to the layers applied during the movement of the winding head along the mold in the same direction. By continuously repeating this process, a complete layer of roving is produced which is applied to the form in a "basket weave" pattern with a thickness of two layers.

Fig. 2 og 3 viser tre lag i forstørret målestokk. Forgarn 4 0 representerer det første lag som er viklet på formen og som forløper i en vinkel med formens viklingsakse. Hvis det i illust-rerende hensikt antas at fig. 2 er sett i samme hovedretning som fig. 1, vil det innses at forgarnet 40 påvikles mens viklehodet forflyttes langs formen i retning fra høyre til venstre. Idet viklehodet når enden av formen og forandrer retning for Fig. 2 and 3 show three layers on an enlarged scale. Front yarn 40 represents the first layer that is wound on the form and which runs at an angle with the form's winding axis. If it is assumed for illustrative purposes that fig. 2 is seen in the same general direction as fig. 1, it will be realized that the pre-yarn 40 is wound while the winding head is moved along the form in the direction from right to left. As the winding head reaches the end of the mold and changes direction

å forflyttes fra venstre mot høyre til sin utgangsstilling, påvikles laget som innbefatter fibrene 45. Etter å ha passert langs hele formen i denne retning vil viklehodet reversere retningen og bevege seg fra høyre mot venstre under påføring av et tredje lag forgarn 50, parallelt med forgarnene 40 og i nær berøring med disse under kryssing av forgarnene 45. to be moved from left to right to its initial position, the layer containing the fibers 45 is wound. After passing along the entire form in this direction, the winding head will reverse its direction and move from right to left while applying a third layer of front yarns 50, parallel to the front yarns 40 and in close contact with these during crossing of the front yarns 45.

Som vist i fig. 3 avgrenser forgarnene 40 og 45 i forening med yttersiden av formen 16 et hulrom 55 mellom kanten av det bånd som dannes av forgarnene 4 0 og de deler av forgarnene 4 5 som befinner seg i kontakt med formen 16. Det er lett å innse at hver kryssing, i likhet med den som oppstår ved at forgarnene 40 krysses av forgarnene 45, forårsaker et liknende hulrom, og at det i hvert enkeltsjikt hos en stor, filamentviklet gjenstand forekommer hundrevis av slike hulrom. I betraktning av at en slik stor, filamentviklet gjenstand kan omfatte et stort antall av slike lag, er det åpenbart at det i en slik gjenstand kan As shown in fig. 3, the front yarns 40 and 45 in union with the outer side of the mold 16 define a cavity 55 between the edge of the band formed by the front yarns 40 and the parts of the front yarns 45 which are in contact with the mold 16. It is easy to realize that each crossing, similar to that which occurs when the pre-yarns 40 are crossed by the pre-yarns 45, causes a similar void, and that in each individual layer of a large, filament-wound object, hundreds of such voids occur. Considering that such a large, filament-wound object may comprise a large number of such layers, it is obvious that in such an object there may

dannes tusenvis av hulrom.thousands of cavities are formed.

Som tidligere omtalt, er det ikke alltid mulig, ved fila-mentvikling av gjenstander av komplisert form, å vikle i geodetiske baner. Av den grunn blir det nødvendig å vikle i ikke-geodetiske baner, og det vil være åpenbart for den fagkyndige at det ved en slik vikling utøves reaksjonskrefter mot filamentene med derav følgende tendens til å separere filamenter i ett og samme bånd, hvorved det oppstår langstrakte hulrom i båndet. Slike "mellombånds"-hulrom nedsetter den iboende fasthet for As previously discussed, it is not always possible, when filament winding objects of a complicated shape, to wind in geodesic paths. For that reason, it becomes necessary to wind in non-geodetic paths, and it will be obvious to the person skilled in the art that with such winding, reaction forces are exerted against the filaments with the consequent tendency to separate filaments into one and the same band, whereby elongated cavity in the band. Such "intermediate band" voids reduce the inherent firmness too

den filamentviklete gjenstand på samme måte som hulrommene 55. Ifølge den foreliggende oppfinnelse vil de hulrom som er vanlig forekommende i tilknytning til kjent filamentviklingsteknikk, praktisk talt elimineres grunnet opprettholdelsen av en ensartet vinkelretning for samtlige lag i et forgarnsjikt. Fig. 4 viser en viklemaskin som i hovedtrekk er den samme som vist i fig. 1. Av illustrasjonsmessige grunner er det, på samme måte som i fig. 1, vist en form 16 stort sett av aerofoilfasong. De binde-middelsbehandlete filamenter eller forgarn legges eller vikles på formen ved rettlinjet, frem- og tilbakegående bevegelse av vognen 19, mens formen roterer på akselen 13. I motsetning til den kjente viklemetode som er beskrevet i det ovenstående vil formen, ved fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse, rotere frem og tilbake i forhold til det upåviklete filamentbånd, mens viklehodet, og følgelig båndet, beveges frem og tilbake i langsgående retning i forhold til formen. Ifølge oppfinnelsen foregå hver endring av formens rotasjonsretning stort sett samtidig med en forandring av retningen for viklehodets rettlinjete forflyttingsbevegelse. Som det videre fremgår av fig. 4, påvikles det første lag mens formen roterer i pilretningen 60 og viklehodet forflyttes langs spor 22 fra høyre mot venstre. Etter å være fremført til formens venstre ende oppfanges forgarnene av nålene på vendeskiven, slik som tidligere beskrevet, og viklehodet og formen reverserer den innbyrdes rotasjonsretning, slik at formen deretter roterer i pilretningen 65 mens viklehodet forflyttes fra venstre mot høyre, hvorved det andre lag påvikles formen parallelt med og side om side med det første lag, uten at noen av de andre lagvindinger krysser de første lågvindinger. Det er åpenbart at ved forsettelse av denne fremgangsmåte vil forgarnbåndene plasseres parallelt og side om side, slik at det dannes et fullstendig filamentsjikt med samme tykkelse som et enkelt forgarn. Det fremgår følgelig at kryssinger innenfor et enkeltsjikt bortfaller i likhet med de hulrom som forårsakes av slike kryssinger. Det fremgår videre at det ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan vikles et sjikt med tykkelse av tofila-mentdiametre, hvor samtlige vindinger forløper parallelt med hverandre. Hvis det således er dannet mellombåndshulrom som følge av vikling i ikke-geodetiske baner, vil slike hulrom lett gjenfylles av overliggende, parallelle forgarn under den fortsatte viklingsprosess . the filament-wound object in the same way as the cavities 55. According to the present invention, the cavities that are commonly found in connection with known filament winding techniques will be practically eliminated due to the maintenance of a uniform angular direction for all layers in a pre-yarn layer. Fig. 4 shows a winding machine which is essentially the same as shown in fig. 1. For illustrative reasons, it is, in the same way as in fig. 1, shown a shape 16 generally of aerofoil shape. The binder-treated filaments or rovings are laid or wound on the form by rectilinear, reciprocating movement of the carriage 19, while the form rotates on the shaft 13. In contrast to the known winding method described above, the form, by the method according to the present invention, rotate back and forth in relation to the unwound filament tape, while the winding head, and consequently the tape, is moved back and forth in the longitudinal direction in relation to the form. According to the invention, each change in the direction of rotation of the mold takes place largely simultaneously with a change in the direction of the rectilinear movement of the winding head. As further appears from fig. 4, the first layer is wound while the mold rotates in the direction of arrow 60 and the winding head is moved along track 22 from right to left. After being advanced to the left end of the form, the front yarns are caught by the needles on the turntable, as previously described, and the winding head and the form reverse the mutual direction of rotation, so that the form then rotates in the direction of arrow 65 while the winding head is moved from left to right, whereby the second layer is wound the shape parallel to and side by side with the first layer, without any of the other layer windings crossing the first layer windings. It is obvious that when this method is continued, the roving bands will be placed parallel and side by side, so that a complete filament layer is formed with the same thickness as a single roving. Consequently, it appears that crossings within a single layer disappear, as do the cavities caused by such crossings. It is further apparent that with the method according to the invention, a layer with a thickness of two filament diameters can be wound, where all windings run parallel to each other. If inter-band voids are thus formed as a result of winding in non-geodetic paths, such voids will be easily refilled by superimposed, parallel front yarns during the continued winding process.

Det vil innses at fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse også kjennetegnes ved forskjellige, andre særtrekk. Ved et kontinuerlig filamentsjikt med samme tykkelse som en enkeltfilamentdiameter vil f.eks. tykkelsen kunne reguleres til nøyaktigere dimensjon enn med tidligere kjente metoder, hvor hvert sjikt har dobbeltfilamenttykkelse i det tidligere omtalte "kurvflettings"-mønster. Det er dessuten mulig å vikle innbyrdes overliggende, parallelle lag som ligger i hverandre, hvorved det frembringes en jevn overflate uten overdreven spenning for oppnåelse av sammenpressing, da en slik spenning medfører risiko for fiberbrudd med derav følgende avbrudd i vikleprosessen. It will be realized that the method according to the present invention is also characterized by various other special features. In the case of a continuous filament layer with the same thickness as a single filament diameter, e.g. the thickness could be regulated to a more accurate dimension than with previously known methods, where each layer has double filament thickness in the previously mentioned "basket braid" pattern. It is also possible to wind superimposed, parallel layers that lie within each other, whereby a smooth surface is produced without excessive tension to achieve compression, as such tension entails a risk of fiber breakage with consequent interruption in the winding process.

Fig. 5 viser den venstre ende av formen ifølge fig. 4.Fig. 5 shows the left end of the mold according to fig. 4.

Det fremgår av fig. 4 at oppfangingen av forgarnet på vendeskiven foregår på slik måte at forgarnet vikles om spindelen tvers over vendeskivens ytterflate, innen vikleretningen reverseres. Som vist i fig. 5, er det imidlertid mulig å vikle det andre laget på slik måte at forgarnet, umiddelbart etter å være oppfanget på vendeskiven, vikles i motsatt retning parallelt med og i til-grensning til vindingene i det første lag. Derved bortfaller plasseringen av forgarnet tvers over vendeskivens ytterflate og rundt spindelen, og det oppnås en økonomisk rimeligere til-virkningsprosess . It appears from fig. 4 that the catching of the pre-yarn on the turning disc takes place in such a way that the pre-yarn is wound around the spindle across the outer surface of the turning disc, before the winding direction is reversed. As shown in fig. 5, it is, however, possible to wind the second layer in such a way that the primary yarn, immediately after being caught on the turntable, is wound in the opposite direction parallel to and adjacent to the windings in the first layer. Thereby, the placement of the preyarn across the outer surface of the turntable and around the spindle is eliminated, and an economically more affordable manufacturing process is achieved.

Innenfor rammen av oppfinnelsen kan filamentene i de innbyrdes tilgrensende sjikt selvsagt forløpe parallelt eller i en vinkel med hverandre. Det er bare nødvendig at hvert sjikt er dannet av parallelle fibre, for å unngå opprettelse av hulrom i den viklete gjenstand. Filamentene i innbyrdes tilgrensende sjikt kan forløpe i en vinkel i forhold til hverandre, f.eks. Within the framework of the invention, the filaments in the mutually adjacent layers can of course run parallel or at an angle to each other. It is only necessary that each layer is formed of parallel fibres, to avoid the creation of voids in the wound object. The filaments in adjacent layers can run at an angle to each other, e.g.

for å oppfylle fasthetskrav, uten at det oppstår hulrom i kon-struksjonen . in order to meet firmness requirements, without creating voids in the construction.

Claims

1. Method for the production of filament-wound objects, which comprises winding a band of filaments (25), impregnated with a binder, around a form (16), characterized in that the form (16) and the band (25) are imparted with a forward and reciprocating relative rotational movement simultaneously with a reciprocating relative rectilinear movement of the mold (16) and the band (25), whereby each change in the direction of the relative rotational movement of the mold (16) and the band (25) takes place substantially simultaneously with a corresponding change in the direction of the relative, rectilinear movement of the mold (16) and the band (25), so that practically all the filament material in each individual layer that is wound around the mold runs in the same angular direction in relation to an axis through the mold.

2. Procedure in accordance with claim 1, charac- < characterized in that, on the core (16), filament is wound in a layer which runs at an angle in relation to the filaments in an adjacent layer.

3. Method in accordance with claim 1 or 2, characterized in that the reciprocating, relative rotational movement of the mold (16) and the band (25) includes a reciprocating rotation of the mold about a winding axis.