SE452876B - Forfarande och anordning for fiberlindning av en produkt - Google Patents

Description

452 '876 accepteras normalt att korrekt bandbredd måste upprätthållas under lindningsprocessen. Tidigare har ett lindningsöga använts för att styra det impregnerade fiberbandet till kärnan. Där hög fiberdensitet (fiber mot fiber kontakt) erfordras, anses vanligen att ett lindningsöga med krokiinjig form behövs. Lindningsögat ger en "siäckvinkel" som definieras av den del av fiberbandet som sträcker sig mellan lindningsögat och kärnan och längdaxeln på den del av bandet som inkommer i ögat. Det skall noteras att vid fiberlindning av symmetriska former, t.ex. cylindrar, förblir släckvinkeln konstant så länge det relativa läget för lindnings- ögat och cylinderns rotationsaxel är fast. Det skall likaså no- teras att släckvinkeln varierar vid ett fast lindningsöga och kärnaxel ifall kärnans tvärsnittsform är asymmetrisk i förhållan- de till lindningsaxeln, t.ex. där kärnan har en tvärsnittsyta som en bäryta. Det kan ses att variationer i släckvinkel för ro- vings, relativt lindningsögat, resulterar i en betydande ändring av mängden linkontakt mellan det krökta lindningsögat och nämnda rovings. Då dessa rovings förskjutes högre i ögat och linkontakt- mängden med ögat ökar, ökar normalkraften på ögat, vilket i sin tur ökar komponenten för ögats reaktionskraft som verkar mot bandets centrum, varvid bandbredden minskar. En lägre roving- släckvinkel ger mindre linkontakt med ögat, lägre reaktionskrafter för ögat mot bandcentrum och en ökning av bandbredden. I en del fiberlindningsmaskineri, kan lindningsögats läge regleras konti- nuerligt under lindningsförfarandet för att kompensera för mode- rata variationer i släckvinkel. Dock har detta maskineri vanli- gen inte kapacitet för erforderlig lägesreglering av lindnings- ögat för kompensering av extrema släckvinkelvariationer som före- kommer vid lindning av stora produkter med extrem asymmetri, t.ex. stora vindturbinblad.

Ett principiellt uppfinningssyfte är således att åstadkomma ett bättre förfarande och anordning för fiberlindning, där fiber- bandbreddens jämnhet bevaras.

Ett annat syfte är att åstadkomma en anordning och förfaran- de där fiberbandbredden bevaras trots extrem asymmetri i kärn- tvärsnittet.

Ytterligare ett syfte är att åstadkomma ett förfarande och anordning som lätt kan anpassas till nu förekommande teknik och anordningar.

Ett uppfinningssyfte är även att åstadkomma ett förfarande och anordning som mycket litet påverkar kostnaderna för fiberlind- 452 876 ningsprocessen resp. -utrustningen.

Enligt uppfinningen innefattar ett fiberlindningsförfarande där ett band med kontinuerliga långsträckta fibrer åstadkommes, bandet behandlas med ett adhesiv och transporternas genom ett lindningsöga innan lindning sker kring en kärna, att bandet dras genom en styrning, som är fast relativt lindningsögat, efter passagen av bandet genom lindningsögat och innan lindningen kring kärnan. Variationer i släckvinkeln uppkommer snarare mellan styr- ningen och kärnan än mellan kärnan och lindningsögat. Således förblir släckvinkeln vid lindningsögat jämn genom hela fiberlind- ningsprocessen, så att bandbredden hålles jämn. I ett föredraget utförande innefattar styrningen ett par i huvudsak raka, åtskilda stavar, mellan vilka fiberbandet dras så att variationer i släck- vinkel från styrningen inte resulterar i en motsvarande variation av tvärgående reaktionskrafter som applicerats på bandet av styr- ningen, varvid bandbredden hålles jämn.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka figur l är en schematisk sidovy av anordningen enligt figur 2 och illustrerar vidare olika styrorgan för handhavande av ett fiberband och organ för applicering av ett adhesiv på bandet; figur 2 är en fragmentarisk perspektivvy av en fiberlind- ningsanordning med uppfinningen, varvid anordningen användes för framställning av en produkt eller bärytetvärsnittsform; och figur 3 är en schematisk perspektivvy över ett kroklinjigt lindningsöga som styr fibermaterial mot en kärna med asymmetriskt tvärsnitt i ett fiberlindningsförfarande enligt känd teknik.

Med hänvisning till figur l innefattar enligt uppfinningen en fiberlindningsanordning, betecknad med 10, ett lindningshuvud 15, organ 20 för formering av ett flertal fibrer till ett band, organ 25 för bearbetning av fiberbandet med ett adhesiv, varvid adhesivet appliceras med en vals eller trumma 55, samt organ 30 för att styra bandet mot lindningshuvudet. Bandformorganet 20, adhesivbearbetningsorganet 25 och styrorganet 30 är kända inom ifrågavarande teknik och utgör ej del av föreliggande uppfinning.

Bandformorganet 20 innefattar en karda 35 med.utåt sig sträckande tänder, mellan vilka dragits ett flertal långsträckta fibrer som tillföras maskinen från ett flertal spolar (ej visade) på känt sätt. Fibrerna kan formas av material såsom S-glas, E-glas, grafit, Kevlar, etc.

Stavar 40, 45 och 50 är anordnade för att upprätthålla rätt 452 876 t bandspänning i närheten av kardan. Adhesivbearbetningsorganet 25 innefattar en stor adhesivtillförselvals 55 som är delvis nedsänkt i ett bad 60 med ett lämpligt adhesiv och roteras av friktionen mot fibrer i kontakt med ytan, varvid valsens rota- tion i badet 60 medför att valsens ovansida kontinuerligt till- föres adhesiv som överföres på de enskilda fibrerna då dessa passerar över valsen. Efter appliceringen av adhesivet styres fiberbandet mot lindningshuvudet l5 av första styrorgan 30, innefattande spännstavar 65, 70, 75, anordnade på lämpligt sätt.

En form 95 är roterbart lagrad i ändarna på lämpligt sätt och roteras av ett lämpligt drivorgan (ej visat), t.ex. en elmotor.

En ände av fiberbandet är fäst vid formen, vars rotation drar bandet genom lindningshuvudet l5, då huvudet förskjutes fram och åter utmed formens längd parallellt med lindningsaxeln 97 (in i och ut ur ritningsplanet), så att ett flertal överliggande, lindade skikt av det adhesivbearbetade bandet påföres formen, varvid varje skikt innefattar ett flertal sneda varv. Då erfor- derlig mängd fibermaterial lindats kring formen, härdas den er- hållna produkten för stelning av adhesivet, varefter formen av- lägsnas på känt sätt.

Med hänvisning till figur 2 innefattar lindningshuvudet l5 en vagn lO0, som (se ovan) rör sig fram och tillbaka parallellt med lindningsaxeln då formen roterar, varvid fibermaterialet dras genom lindningshuvudet och runt den roterande formen. Normalt uppvisar vagnen 100 en karda l05 med upprättstående tänder mellan vilka de adhesivbearbetade fibrerna dras, och ett lindningsöga ll0 genom vilket fibrerna dras och vilket konsoliderar fibrerna i sidled till ett i huvudsak utan hålrum försett band för place- ring på formen 95.

Lindningsögat är monterat på en hållare ll2, som med kardan l05 är anordnad på räler ll5 som förskjutes med vagnen l00. Rä- lerna är monterade påen roterbar ring 120 som i sin tur är mon- terad på en vagn l25 som är reglerbar i vertikalled på upprätt- stående spår l30. Rälerna är försedda med ett flertal åtskilda mittför varandra placerade spärrar 133 för kardans 105 ändar, varvid kardans avstånd från lindningsögat delvis bestämmes av bandets band. Såsom känt är konsoliderar ögat ll0 fibrerna genom att på dessa applicera en reaktionskraft inåt, mot bandets centrum p.g.a. spänning av bandet och vinkelförskjutning därav vid passa- gen genom lindningsögat. Det skall noteras att p.g.a. ett slags 452 876 kurv- eller kamförhållande mellan fibrerna i bandet och ögat 110, då släckvinkeln varierar, varierar även de sidledes rik- tade reaktionskrafterna som påförts bandet av ögat. Med hän- visning till figur 3 lindas fiberbandet kontinuerligt kring formen 95 och framgår att i formens 95 läge enligt de streckade linjerna, drar formen fiberbandet genom ögat, varvid ögat i sidled pressar samman fibrerna till ett i huvudsak kontinuerligt band. Då formen vrides 1800 till läget enligt de heldragna lin- jerna, framgår emellertid att bandet lyftes uppåt. Detta ökar väsentligt linkontakten mellan bandet och ögat, varvid normal- kraften på ögat ökar, vilket medför en ökning av reaktiva sido- krafter som applicerats på bandet av ögat, varigenom bandbredden minskar. Under antagande att en optimal bredd motsvarande läget enligt de streckade linjerna på formen 95, d.v.s. en bredd mot- svarande fiberkontakt sida mot sida, framgår att ett avsmalnande av bandet enligt ovan nödvändigtvis resulterar i hopklungning av fibrerna då bandet lindas kring formen, varvid gap bildas mellan de smalare banden, vilket resulterar i hålrum i den lindade pro- dukten och avvikning från önskad produktstorlek. Emedan lindnings- ögats förmåga att röra sig vertikalt genom vagnen 125 och svänga med ringen 120 i viss utsträckning kan kompensera för avvikningen i bandvinkelplaceringen relativt lindningsögat (se ovan), har det visat sig att vid lindning av produkter med extrem asymmetri, såsom bärytor, uppvisar förekommande utrustning antingen inte förmåga till vertikal förskjutning av ögat eller är rörelsen inte tillräcklig.

Detta problem i samband med kroklinjiga lindningsögon eli- mineras enligt uppfinningen genom att ett andra styrorgan 135 är anordnat mellan lindningsögat och formen och fast i förhållande till lindningsögat, varvid det andra styrorganet styr fiberbandet från lindningsögat samt låser bandets vinkel relativt lindnings- ögat, så att en konstant släckvinkel (vinkeln mellan det parti av bandet som dras bort från lindningsögat och längdaxeln på det parti av bandet som dras in i lindningsögat) erhålles. I det föredragna utförandet innefattar det andra styrorganet ett par åtskilda stavar 140 och 145. Avståndet mellan stavarna är satt till minsta möjliga för att medge fri passage av bearbetade ro- vings däremellan. Stavarna är monterade på stativdelar 155 som i sin tur är anordnade på en hållare 160 som är fast förankrad vid lindningsögats hållare 112. Såsom framgår av figur 2 kan distansorgan 165 vara anordnade för att erhålla ett optimalt av-

Claims (3)

452' 876 stånd mellan det andra styrorganet och lindningsögat. I lindningsförfarandet, efter bandets passage genom lind- ningsögat, passerar bandet genom det andra styrorganet. Det skall noteras att det andra styrorganet upprätthåller en kons- tant släckvinkel relativt ögat och håller därvid en jämn band- bredd trots variationer i vinkelinriktning av det parti av ban- det som sträcker sig mellan formen 95 och lindningsstavarna 140 och 145. Eftersom stavarna är raka och inte utvecklar några tvär- gående reäktionskrafter på bandet, innebär variationer i släck- vinkeln från stavarna inte någon ändring av bandets bredd. Patentkrav: ' nnflflnnnflflnn

1. Förfarande för fiberlindning av en produkt, varvid ett flertal kontinuerliga långsträckta fibrer åstadkommes, ett band formas av fibrerna genom att desamma anordnas intill varandra i ett inbördes âtskilt, parallellt förhållande, fiberbandet behand- las med ett adhesiv så att detsamma fastnar på fibrerna, bandet ledes genom ett krökt lindningsöga och fibrerna lindas kring en kärna till bildande av nämnda produkt, k ä n n e t e c k n a t a v att bandet dras genom en styrning (l35), som är fast i för- hållande till lindningsögat (110) efter det bandet passerat genom nämnda lindningsöga och att styrningen påverkar lindningsögat att *utsätta bandet för en enhetlig vinkelförskjutning för upprätthål- lande av enhetlig bandbredd oberoende av asymmetriska kärnformer.

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att en styrning användes, vilken innefattar ett par stavar (l40, 145) med åtskilda partier mellan vilka bandet dras.

3. Anordning för att forma en produkt genom att linda ett flertal fibrer kring en form enligt förfarandet enligt patentkrav l, varvid anordningen innefattar ett organ (20) för att forma ett flertal fibrer till ett band, ett krökt lindningsöga (110) för bi- behållande av korrekt bandinriktning relativt formen samt ett första organ (30) för att styra fiberbandet till lindningsögat, k ä n n e - t e c k n a d a v att ett andra organ (135) är anordnat mellan lindningsögat (ll0) och formen (95) samt fast i förhållande till lindningsögat för att styra bandet från lindningsögat och låsa ban- dets vinkel relativt detsamma för att således upprätthålla en en- hetlig släckvinkel på bandet från ögat då bandet lindas kring formen. 4; Anordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d a v att det andra styrorganet (l35) innefattar ett par stavar 452 876 (140, 145) med åtskilda partier mellan vilka fiberbandet mot- tages.