[发明专利]用于制造复合管的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造由纤维增强塑料构成的管的方法，其中，管通过将纤维增强材料卷绕到卷芯上并且涂覆基质材料而形成，并且涉及一种这样制成的管。

已知这种方法例如用于制造由复合材料构造的辊子。卷芯在此定义管的内表面并且形成相应的表面精度和表面质量。管的外侧在卷绕和在炉中硬化之后保持不规律的波浪形。为了在管的外侧形成定义的平坦表面，迄今需要机械的再加工。或者通过车削或者通过打磨制成相应的表面。这是不利的，因为需要其他复杂的工作步骤。此外，只能去除基质材料，因为不允许损坏纤维增强部。这表示在设计中的限制。

此外，DE 2342593A中已知一种用于制造由玻璃纤维增强的聚酯树脂构成的锥形管的方法，其中，可以省掉对表面事后的加工。在将管卷绕到卷芯上之后并且在硬化之前，压套从外部被安装或轴向地推到管的整个长度上，从而压紧管材料。然后，将它硬化。已知方法的缺点是，不能制成特别精确的表面。然而这对于这种例如被用作杆子的管也是不必要的。

现在，本发明所要解决的技术问题是，改进一种用于制造由纤维增强塑料卷绕构成的管的方法，使得能在外侧上产生精确定义的表面，而无需事后的机械再加工。

该技术问题对于方法而言按本发明解决的方式是，在用于制造由纤维增强塑料构成的具有配合表面的管的方法中实施下面的步骤：

a)将纤维增强材料卷绕到卷芯上并且涂覆基质材料，用于形成管，

b)将配合成形工具相对卷芯对中，

c)将配合成形工具沿轴向朝后来的配合表面推移，该配合表面在管的外圆周表面的环形部分上构成，其中，配合成形工具至少有时在推移期间相对管和卷芯旋转，

d)在炉中对管进行热处理，以便硬化基质材料，其中，配合成形工具在热处理过程中与外圆周表面的环形部分保持接触，并且由此通过配合工具在管外侧上形成定义的环形表面(配合表面)。

该方法的优点是，定义的表面还在硬化之前就通过配合成形工具调制到仍有成形性能的基质材料中并且以该形状在炉中硬化。通过形状工具的推移和在此至少有时在配合成形工具和管之间所存在的相对旋转运动，实现了多余的基质材料的非常均匀的且无干扰的挤出或压实。由此，可以实现非常精确的面，其具有例如非常光滑、平坦的表面或精确的直径或具有准确定义的形状。通过配合成形工具相对卷芯对中，也可以获得配合表面精确共轴的成形。对中这样地实施，使得对中在推移期间进一步作用。优选地，所述对中以例如通过嵌接在中心孔中的定心销的机械对中形式进行。

需要这种精确的配合表面作为与例如金属连接件的良好卡箍连接或粘接连接的基础。通过按本发明的方法可以以简化的方式制造具有内部和外部的精确配合的表面的管。内表面通过卷芯预先确定，在外表面上的环形区域通过配合成形工具预先确定。因为这可以不需要机械再加工而实现，所以管可以更快速且廉价得制成。相对的旋转运动可以或者通过配合成形工具的旋转或者通过管的旋转、例如通过卷芯的旋转实现。两个部分也可以以不同的速度或旋转方向旋转。推移也可以或者通过配合成形工具的主动运动和/或通过管的主动运动进行。

按本发明的方法特别适合制造具有配合表面的管，该管在配合表面的区域内的外径处于30到500mm之间、优选80到300mm之间，其中，在环形配合表面区域内，此外径与额定值的偏差小于+/-0.5mm、优选小于+/-0.1mm。所述方法同样特别适合制造具有锥形成型的配合表面的管，其中，其锥角在0.1°到5°之间、优选在0.1°到1°之间，并且与锥角的额定值的偏差小于+/-0.2°、优选小于+/-0.05°。

为了制造管，优选使用由玻璃纤维或芳纶纤维构成的或特别优选由碳纤维构成的纤维增强部。也可以使用不同的纤维。可以以不同的角度和以多层施加纤维增强部。在此，纤维以一个或多个平行的粗纱或织造织物带或稀松平纹织物带(通常为非织造)卷绕的方式分别一层或多层地并且也组合地施加。纤维增强部被塑料基质包围。作为基质材料特别适合的是热塑性塑料或优选热固性塑料，如环氧树脂。基质材料可以在卷绕之前就已经存在于纤维增强部上或该基质材料在卷绕时或卷绕之后已被涂覆。基质材料的硬化或固化通过在炉中的热处理进行。热处理优选在温度为50℃到250℃之间时进行。

按本发明的方法的其他有利的进一步改进表面质量和设计方案或简化方法的特征出现在各从属权利了要求中。

优选按所述顺序实施步骤a)-d)。但也可以按另外的顺序或部分并列地实施单独的步骤。因此可以在a)之前或与步骤c)并列地进行例如步骤b)。在步骤c)期间也才可以部分地或完全地涂覆基质材料。