(57)【要約】  【課題】樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程により、回転可能に駆動されるワインディングコア（１）に巻き取られ、該ワインディングコアの外径が中空体予備成形品の内径に相当しており、続いて前記中空体予備成形品の硬化後に熱を供給することによって、前記中空体予備成形品が前記ワインディングコアから取り外される、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置（１０）、並びに回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造するための方法に関する。  【解決手段】ワインディングコアの外径が、前記中空体予備成形品のワインディング過程のためにおよび／または硬化のために、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径を有しており、前記ワインディングコアの外径が、前記中空体予備成形品を前記ワインディングコアから取り外すために、より小さい外径に縮小される。  【選択図】図１
2015505753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法であって、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程により、回転可能に駆動されるワインディングコアに巻き取られ、該ワインディングコアの外径が前記中空体予備成形品の内径に相当しており、続いて前記中空体予備成形品の硬化後に熱を供給することによって、前記中空体予備成形品が前記ワインディングコアから取り外される方法において、
前記ワインディングコア（１，１′）の外径が、前記中空体予備成形品のワインディング過程のためにおよび／または硬化のために、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径を有しており、前記ワインディングコア（１，１′）の外径が、前記中空体予備成形品を前記ワインディングコア（１，１′）から取り外すために、より小さい外径に縮小されることを特徴とする、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法。
【請求項２】
前記ワインディングコア（１，１′）が、ワインディング過程のために、より小さい外径を有しており、硬化のために、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大されることを特徴とする、請求項１に記載のワインディング法。
【請求項３】
製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する前記外径が、前記方法の実施中に所定の外径に調整されることを特徴とする、請求項１または２に記載のワインディング法。
【請求項４】
前記ワインディング法によって、容器または液圧蓄圧器または液圧シリンダまたは管が製造されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載のワインディング法。
【請求項５】
回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置であって、回転可能に駆動可能なワインディングコアを有しており、該ワインディングコアの中央領域に、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程で中空体予備成形品に巻き取られる形式のものにおいて、
前記ワインディングコア（１，１′）が、強化繊維を巻き付けようとする領域で、弾性的に変形可能な壁部を有する管状の中空体（％，２０）として構成されており、該中空体の内部スペース（７，２２）が液圧流体で満たされていて、所定の圧力で負荷されることによって、前記中空体の外径が、より小さい外径から、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大可能であることを特徴とする、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置。
【請求項６】
前記ワインディングコア（１，１′）が供給管路（９）を有しており、該供給管路（９）が、外部から前記環状の中空体の内部スペース（７，２２）に通じていて、前記供給管路（９）を介して、前記環状の中空体の前記内部スペース（７，２２）が圧力負荷可能であることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記ワインディングコア（１）が、間隔を保って互いに同軸的に配置された２つのワインディングピン（２，２′）を有しており、これらのワインディングピン（２、２′）間の間隔が、巻き付けようとする領域を形成するワインディングパイプ（５）によって包囲されており、該ワインディングパイプ（５）の軸方向の両端部が、前記ワインディングピン（２，２′）の互いに向き合う軸方向の端部に固定的かつ液密に接続されていて、前記ワインディングパイプ（５）の前記内部スペース（７）が、液圧流体で満たされた内部スペース（７）を形成していることを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記ワインディングコア（１′）が１つのワインディングピン（１８）を有しており、該ワインディングピン（１８）が、巻き付けようとする領域を形成するワインディングパイプ（２０）によって半径方向の間隔を保って包囲されており、前記ワインディングピン（１８）と前記ワインディングパイプ（２０）との間で半径方向の間隔を形成する前記環状スペース（２２）が、液圧流体で満たされた前記内部スペースを形成することを特徴とする、請求項５または６に記載の装置。
【請求項９】
前記ワインディングパイプ（５，２０）が、単数または複数の前記ワインディングピン（２，２′；１８）の、軸方向で前記ワインディングパイプ（５，２０）に接続された領域よりも大きい外径を有していることを特徴とする、請求項５から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造する方法であって、回転可能に駆動可能なワインディングコアを有しており、該ワインディングコアの中央領域に、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程で前記中空体予備成形品に巻き取り可能であって、前記ワインディングコアの、強化繊維を巻き付けようとする領域が弾性的に変形可能な壁部を備えた管状の中空体として構成されており、該中空体の内部スペースが液圧流体で満たされていて、所定の圧力で負荷することによって、前記中空体の外径が、より小さい外径から、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大可能である方法において、
前記中空体の前記内部スペース（７，２２）が、所定の圧力で負荷され、それによって、前記管状の中空体の、巻き付けようとする領域の外径が、弾性的に変形可能な前記壁部の弾性変形によって、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径よりも小さい外径から、製造しようとする前記中空体予備成形品の前記内径よりも大きい外径に拡大され、圧力負荷を維持しながら、前記管状の中空体の半径方向の環状の外周面が、材料除去によって、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に縮小されることを特徴とする、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置、並びに回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造する方法に関し、この場合、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程により、回転可能に駆動されたワインディングコアに巻き取られ、該ワインディングコアの外径が前記中空体予備成形品の内径に相当しており、続いて前記中空体予備成形品の硬化後に熱を供給することによって、前記中空体予備成形品が前記ワインディングコアから取り外されるようになっている。
【背景技術】
【０００２】
このような形式のワインディング法においては、中空体予備成形品の硬化後に自動的に、中空体予備成形品の内径が得られるようになっている。このような中空体予備成形品の内径は、硬化温度、中空体予備成形品の積層構造、ワインディングコアの熱膨張、繊維材料およびマトリックス材料、マトリックス収縮その他によって、直接に影響を受ける。その結果、中空体予備成形品の内径は、狭い公差（例えばＨ６）内では、まったく製造することができないか、または製造するのが非常に困難となる。場合によっては、例えば積層構造、繊維材料およびマトリックス材料または硬化サイクルをそれぞれ変更した後に、ワインディングコアの特別な調整を繰り返し行う必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の課題は、再現可能に製造可能な高い公差精度の内径を有する中空体予備成形品を簡単な形式で製造することができる、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置、並びに回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程により、回転可能に駆動されるワインディングコアに巻き取られ、該ワインディングコアの外径が前記中空体予備成形品の内径に相当しており、次いで前記中空体予備成形品の硬化後に熱を供給することによって、前記中空体予備成形品が前記ワインディングコアから取り外される、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するためのワインディング法において、ワインディングコアの外径が、中空体予備成形品のワインディング過程のためにおよび／または硬化のために、製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する外径を有しており、ワインディングコアの外径が、中空体予備成形品をワインディングコアから取り外すために、より小さい外径に縮小されることによって、解決される。
【０００５】
このような方法によって、硬化後の離型は、簡単かつプロセス的に確実に行われる。
【０００６】
ワインディングコアの外側表面が損傷を蒙る危険性は低く、また中空体の内側表面の損傷の危険性も低いので、中空体は、例えばＨ６の狭い公差内で再現可能に製造することができる。
【０００７】
しかも、ワインディングコアの高い耐用年数が得られ、それによってワインディングコアを交換するための停止時間は著しく短縮される。
【０００８】
ワインディングコアが、ワインディング過程のためには、より小さい外径を有していて、硬化のためには、製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大されると、ワインディング過程後および硬化前に強化繊維が緊張され、それによって、中空体予備成形品を後から内圧で負荷するための好都合な内部応力がもたらされる。
【０００９】
製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する外径が、この方法の実施中に所定の外径に調整されると、例えば特に金属製のワインディングコアの熱膨張を、硬化時の熱負荷中に考慮することができる。
【００１０】
これは例えば、ワインディングコアの外径を拡大するための、硬化温度に対応する所定の拡開力特性曲線に基づいて行われる。
【００１１】
ワインディングコアの外径を拡開することによって、中空体予備成形品の内径を正確に調整することができ、この場合、中空体予備成形品の内径は、ワインディングコアの予測される熱膨張よりもやや大きい。
【００１２】
硬化後および冷却後、ワインディングコアと中空体予備成形品との間にギャップが形成され、このギャップは、離型を容易にするために利用される。
【００１３】
形成されたギャップは、通常は、従来の離型過程におけるよりも大きいので、離型は著しく簡単かつプロセス的により確実に行うことができ、ワインディングコアの耐用年数は延長され、中空体予備成形品の内側表面が損傷を蒙る危険性は低い。
【００１４】
このワインディング法によって、容器または液圧蓄圧器または液圧シリンダまたは管が製造されると、これらの構成部分は、僅かな重量で高い負荷可能性を得ることができる。従って、これらの構成部分は、好適な形式で、液圧式の駆動装置を備えた車両のためのおよびハイブリッド車両のための蓄圧器として自動車の液圧装置で使用することができる。
【００１５】
回転可能に駆動可能なワインディングコアを有し、該ワインディングコアの中央領域に、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程で中空体予備成形品に巻き取られる形式の、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置に関連して、前記課題は、ワインディングコアが、強化繊維を巻き付けようとする領域で、弾性的に変形可能な壁部を有する管状の中空体として構成されており、該中空体の内部スペースが液圧流体で満たされていて、所定の圧力で負荷されることによって、前記中空体の外径が、より小さい外径から、製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大可能であることによって、解決される。
【００１６】
これによって、圧力負荷若しくは圧力負荷軽減によって、簡単な形式で、ワインディングコアの外径の拡大若しくは縮小が得られ、これによって、この装置により、前記ワインディング法が実行され、その利点を得ることができる。
【００１７】
ワインディングコアの管状の中空体の、液圧流体で満たされた内部スペース内の圧力を調整することによって、ワインディングコアの外径は、ワインディングコアの熱膨張にも拘わらず、硬化時の熱処理中に一定に維持され、従って中空体予備成形品の内径の高い公差が再現可能に維持される。
【００１８】
圧力供給のために、ワインディングコアは供給管路を有しており、この供給管路は外部から環状の中空体の内部スペースに通じていて、この供給管路を介して、管状の中空体の内部スペースは、圧力負荷可能であり、この際に供給管路は、好適な形式で同軸的にワインディングコアを通って延在している。
【００１９】
好適な構成によれば、ワインディングコアは、間隔を保って互いに同軸的に配置された２つのワインディングピンを有しており、これらのワインディングピン間の間隔が、巻き付けようとする領域を形成するワインディングパイプによって包囲されており、該ワインディングパイプの軸方向の両端部が、ワインディングピンの互いに向き合う軸方向の端部に固定的かつ液密に接続されていて、ワインディングパイプの内部スペースが、液圧流体で満たされた内部スペースを形成している。
【００２０】
しかしながら、ワインディングコアは、一体的なワインディングピンを有していてもよい。このワインディングピンは、巻き付けようとする領域を形成するワインディングパイプによって半径方向の間隔を保って包囲されており、ワインディングピンとワインディングパイプとの間で半径方向の間隔を形成する環状スペースが、液圧流体で満たされた内部スペースを形成する。
【００２１】
良好な離型可能性を得るために、好適な形式で、ワインディングパイプは、軸方向でこのワインディングパイプに接続された、単数または複数のワインディングピンの領域よりも大きい外径を有している。
【００２２】
また前記課題は、回転可能に駆動可能なワインディングコアを有し、該ワインディングコアの中央領域に、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程で中空体予備成形品に巻き取り可能であって、前記ワインディングコアの、補強繊維を巻き付けようとする領域が弾性的に変形可能な壁部を備えた管状の中空体として構成されており、該中空体の内部スペースが液圧流体で満たされていて、所定の圧力で負荷することによって、前記中空体の外径が、より小さい外径から、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大可能である、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置を製造する方法において、中空体の内部スペースが、所定の圧力で負荷され、それによって、管状の中空体の、巻き付けようとする領域の外径が、弾性的に変形可能な前記壁部の弾性変形によって、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径よりも小さい外径から、製造しようとする中空体予備成形品の内径よりも大きい外径に拡大され、圧力負荷を維持しながら、管状の中空体の半径方向の環状の外周面が、材料除去によって、製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する外径に縮小されることによって、解決される。
【００２３】
これによって、ワインディングコアは、実際の使用条件に相当する条件下で、ひいては高い寸法精度で、中空体予備成形品の内径を規定する、より大きい外径を得ることができる。
【００２４】
製品使用時には、高い寸法精度を有する弾性的に変形可能な壁部をより大きい外径に拡大するために、所定の圧力で正確な圧力負荷を加えるだけでよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】概略的に示した圧力供給装置を有するワインディングコアの第１実施例の縦断面図である。
【図２】ワインディングコアの第２実施例の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施例が図面に示されていて、以下に詳しく説明されている。
【００２７】
図面に示されたワインディングコア１，１′は、スライバ部分としての中空体予備成形品を製造するためのワインディング法を実施するためのワインディング装置の一部である。
【００２８】
この方法において、樹脂、特に合成樹脂を含浸させた強化繊維が、回転軸線８を中心にして回転可能に駆動されるワインディングコアに巻き取られる。
【００２９】
図１に示したワインディングコア１は、間隔３を保って互いに同軸的に配置された２つのワインディングピン２，２′を有している。
【００３０】
ワインディングピン２，２′の互いに向き合う端部領域の半径方向の環状の外周面に、互いに向き合う自由端部に向かって開放する半径方向の環状の溝４，４′が形成されている。
【００３１】
ワインディングコア１に属するワインディングパイプ５が、間隔３をブリッジしながら溝４，４′内に液密に嵌め込まれており、この場合、ワインディングパイプの外径は、ワインディングピン２，２′の外径よりも大きい。
【００３２】
互いに向き合う端面側からワインディングピン２，２′内に、同軸的な底孔６，６′が形成されており、これらの底孔６，６′は、ワインディングパイプ５によって包囲された間隔３と共に、液圧流体で満たされた内部スペース７を形成している。
【００３３】
外側の端面側から、ワインディングピン２内に同軸的に、内部スペース７に向かってガイドされた供給管路９が形成されている。
【００３４】
圧力供給装置１０は、容器１２から液圧流体を吸い込む液圧ポンプ１１を有していて、電動操作可能な２／２方向切換弁１３、逆止弁１４を備えた液圧式のクイックカップリング１５および液圧式の回転ブッシング１６を介して、外方に向かって開口する、供給管路９の端部に通じていて、この端部に接続されている。
【００３５】
液圧ポンプ１１から２／２方向切換弁１３に通じる、供給管路９の区分に、電動式の圧力制限弁１７が接続されている。
【００３６】
内部スペース７を負荷する、例えば２００ｂａｒの値であってよい液圧は、２／２方向切換弁１３によって作動されると、液圧ポンプ１１によってもたらされ、圧力制限弁１７によって調節される。圧力制限弁１７、ひいては内部スペース７を負荷する圧力は、図示していない電子回路に記録された、硬化温度に対応する圧力特性曲線を描くか、または硬化温度が直接、圧力制限弁７による調整の基準値として使用される。
【００３７】
このために、液圧式のクイックカップリング１５は、場合によっては内圧下であっても、ワインディングコア１を圧力供給部から遮断するために用いられる。
【００３８】
図２に示したワインディングコア１′は、概略的に示された回転対称的な、実際には複数部分よりなるワインディングピン１８を有しており、このワインディングピン１８は、その強化繊維を巻き付けようとする領域に、半径方向の環状のリング溝１９を有しており、このリング溝１９は、ワインディングコア１′に所属するワインディングパイプ２０によって半径方向で間隔を保って包囲されている。
【００３９】
ワインディングパイプ２０はその軸方向の両端部において、シール２１を介して、リング溝１９の底部に対してシールされていて、それによって、リング溝１９の底部とワインディングパイプ２０との間に、外方に対してシールされた、液圧流体で満たされた環状スペース２２が形成されている。
【００４０】
ワインディングピン１８の一方の端面側から環状スペース２２に向かって供給管路９が延在しており、この供給管路１９に、図１に示した圧力供給装置１０または別の構成の圧力供給装置が接続される。
【００４１】
図１と同様に、環状スペース２２は圧力供給装置によって圧力負荷可能であり、それによってワインディングパイプ２０の外径は、縮小された外径から、製造しようとする中空体予備成形品の内径に相当する、より大きい外径に弾性的に拡開可能であり、図１と同様に硬化温度に基づいて調整され得る。
【符号の説明】
【００４２】
１，１′  ワインディングコア
２，２′  ワインディングピン
３  間隔
４，４′  環状の溝
５  ワインディングパイプ
６，６′  底孔
７  内部スペース
９  供給管路
１０  圧力供給装置
１１  液圧ポンプ
１２  容器
１３  ２／２方向切換弁
１５  クイックカップリング
１７  圧力制限弁
１８  ワインディングピン
１９  リング溝
２０  ワインディングパイプ
２２  環状スペース
【図１】
2015505753.tif 000003
【図２】
2015505753.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月5日(2014.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置であって、回転可能に駆動可能なワインディングコアを有しており、該ワインディングコアの中央領域に、樹脂を含浸させた強化繊維がワインディング過程で中空体予備成形品に巻き取られる形式のものにおいて、
前記ワインディングコア（１，１′）が、強化繊維を巻き付けようとする領域で、弾性的に変形可能な壁部を有する管状の中空体（５，２０）として構成されており、該中空体の内部スペース（７，２２）が液圧流体で満たされていて、所定の圧力で負荷されることによって、前記中空体の外径が、より小さい外径から、製造しようとする前記中空体予備成形品の内径に相当する外径に拡大可能であることを特徴とする、回転対称的な管状の中空体予備成形品を製造するための装置。
【国際調査報告】
2015505753.tif 000005
2015505753.tif 000006
2015505753.tif 000007
2015505753.tif 000008
2015505753.tif 000009
2015505753.tif 000010