DE3504378A1 - PROFILE BODY CONSTRUCTION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME - Google Patents
PROFILE BODY CONSTRUCTION AND METHOD FOR PRODUCING THE SAMEInfo
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Datum/Date : 08.02.1985Date: 02/08/1985
General Electric Company Schenectady, N.Y./U.S.A.General Electric Company Schenectady, N.Y./U.S.A.
Profilkörperkonstruktion und Verfahren zur HerstellungProfile body design and method of manufacture
derselbenthe same
Die Erfindung betrifft Profilkörper (Airfoils), wie beispielsweise Laufschaufeln, Leitschaufeln, Streben od.dgl. mit aerodynamischen Oberflächen, und ein Verfahren zur Herstellung von solchen Laufschaufeln, Leitschaufeln oder Streben. Die Erfindung findet insbesondere Verwendung bei Leitschaufeln, wie sie in Gasturbinen benutzt werden, welche zum Antrieb von Flugzeugen dienen, und steht in Beziehung zu einer gleichzeitig unter derselben Bezeichnung eingereichten weiteren Patentanmeldung der Anmelderin sowie in Beziehung zu der älteren Anmeldung P 34 34 001.7 vom 15.09.1984.The invention relates to profile bodies (airfoils), such as Blades, guide vanes, struts or the like. with aerodynamic surfaces, and a method for Manufacture of such blades, guide vanes or striving. The invention finds particular use in guide vanes such as those used in gas turbines which serve to propel aircraft, and is related to one at the same time under the same Name of the other patent application filed by the applicant and in relation to the earlier application P 34 34 001.7 of September 15, 1984.
Laufschaufeln, Leitschaufeln und Streben mit verschiedenen Profilkonstruktionen werden üblicherweise in Gasturbinentriebwerken benutzt. Typisch sind solche Laufschaufeln, Blades, vanes and struts with different Profile designs are commonly used in gas turbine engines. Such blades are typical
Leitschaufeln oder Streben massive Teile, da das die beste Kombination aus Festigkeit und einfacher Herstellbarkeit ergibt. Ein kritischer Gesichtspunkt bei der Flugzeugstriebwerkskonstruktion ist jedoch die Gewichtsverringerung, die gegen die Verwendung von massiven Bauteilen spricht. Es ist demgemäß bekannt, für solche Zwecke hohle Laufschaufeln, Leitschaufeln oder Streben vorzusehen.Guide vanes or struts massive parts as that is the best Combination of strength and ease of manufacture results. A critical consideration in aircraft engine design however, it is the weight reduction that speaks against the use of solid components. It it is therefore known to use hollow blades for such purposes, Provide guide vanes or struts.
Da hohle Profilkörper nicht dieselbe bauliche Festigkeit oder Steifigkeit wie massive Profilkörper haben, ist es notwendig, hohle Profilkörper mit irgendeiner Abstützung zu versehen, beispielsweise mit Versteifungsrippen od.dgl. Hohle Profilkörper mit inneren Stützvorrichtungen sind beispielsweise aus den US-Patentschriften 3 365 124, 3 627 443 und 4 221 539 bekannt. Die Konstruktion von solchen hohlen Profilkörpern ist relativ teuer und komplex. Typisch wird der Profilkörper in zwei Teilen oder Hälften hergestellt, wobei die inneren Rippen einstückig mit einer oder beiden Hälften hergestellt und durch eine geeignete Verbindungstechnik miteinander verbunden werden. Andernfalls müßte die Wandung des hohlen Profilkörpers zuerst hergestellt werden, und dann müßte die innere Rippenkonstruktion in sie eingeführt und mit ihr verbunden werden.Because hollow profile bodies do not have the same structural strength or have rigidity such as massive profile bodies, it is necessary to to provide hollow profile body with any kind of support, for example with stiffening ribs or the like. Hollow profile bodies with internal support devices are for example known from U.S. Patents 3,365,124, 3,627,443 and 4,221,539. The construction of such hollow Profile bodies is relatively expensive and complex. The profile body is typically produced in two parts or halves, the inner ribs being made in one piece with one or both halves and by a suitable joining technique be connected to each other. Otherwise the wall of the hollow profile body would have to be made first, and then the inner rib structure would have to be inserted into it and be connected to it.
Eine weitere wichtige Überlegung bei Profilkörpern für Strömungsmaschinen ist die Schwingungsdämpfung. Diese Dämpfung erfolgt beispielsweise gemäß der US-PS 3 357 850 durch äußeres Ummanteln des Profilkörpers. Diese äußere Ummantelung erfordert zusätzliche Herstellungsschritte und kann die Kosten des fertigen Profilkörpers beträchtlich erhöhen.Another important consideration in profile bodies for fluid flow machines is the vibration damping. According to US Pat. No. 3,357,850, for example, this damping takes place externally Wrapping the profile body. This outer jacket requires additional manufacturing steps and can be cost increase the finished profile body considerably.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Hohlprofilkörperkonstruktion und ein Verfahren zur Herstellung derselben zu schaffen, durch die die Nachteile der bekannten Profilkörperkonstruktionen und Herstellungsverfahren vermieden undThe object of the invention is to provide an improved hollow profile body construction and to provide a method for producing the same, by which the disadvantages of the known profile body constructions and manufacturing processes avoided and
NAOHO ERBCHTj NAOHO ERB CHTj
zusätzliche Betriebs- und bauliche Vorteile erzielt werden.additional operational and structural advantages can be achieved.
Ein wichtiges Ziel der Erfindung ist es, einen neuen hohlen Profilkörper zu schaffen, der einen relativ einfachen und wirtschaftlichen Aufbau hat.An important object of the invention is to provide a new hollow profile body which is relatively simple and has economic construction.
Weiter soll durch die Erfindung ein hohler Profilkörper der vorgenannten Art geschaffen werden, der eine ausreichende bauliche Festigkeit hat und eine gute Schwingungsdämpfung aufweist.Furthermore, a hollow profile body of the aforementioned type is to be created by the invention, which has a sufficient has structural strength and good vibration damping.
In Verbindung mit der vorgenannten Aufgabenstellung soll weiter durch die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Hohlprofilkörpers geschaffen werden, das einfach und wirtschaftlich ist.In connection with the above-mentioned object, the invention is also intended to provide a method for producing a such a hollow profile body can be created that is simple and economical.
In Verbindung mit der vorgenannten Aufgabe soll außerdem durch die Erfindung ein Verfahren der vorgenannten Art geschaffen werden, das die Herstellungsschritte minimiert.In connection with the aforementioned object, the invention is also intended to create a method of the aforementioned type that minimizes the manufacturing steps.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch Schaffung einer Profilkörperkonstruktion gelöst, die eine hohle Wandung oder Schale aufweist, in der eine gewellte Stützvorrichtung angeordnet ist, die mit der Wandung in gegenseitigen Abstand aufweisenden Bereichen in Flächenberührung ist und gemeinsam mit der Wandung Hohlräume begrenzt.These and other objects of the invention are achieved by providing a profile body construction which has a hollow wall or shell in which a corrugated support device is arranged, which is in surface contact with the wall in mutually spaced areas and common bounded with the wall cavities.
Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden weiter durch Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines hohlen Profilkörpers gelöst, das folgende Schritte beinhaltet: Herstellen einer Kernbaugruppe, die eine langgestreckte gewellte Stützvorrichtung aus einem Material und mehrere langgestreckte Dorne aus einem weiteren Material aufweist, die in den Wellungen der Tragvorrichtung in Berührung mit diesen angeordnet sind und mit ihnen gemeinsam die Kernbaugruppe bilden, dannThese and other objects of the invention are further carried out Creation of a method for the production of a hollow profile body, which includes the following steps: production a core assembly comprising an elongated corrugated support device of one material and a plurality of elongated ones Has mandrels made of a further material in the corrugations the support device are arranged in contact with these and together with them form the core assembly, then
Anbringen einer Wandung oder Schale um die Kernbaugruppe, welche die Kernbaugruppe mit Ausnahme an deren Enden umschließt und die Stützvorrichtung berührt, dann Verbinden der Wandung nur mit der Stützvorrichtung, und dann Entfernen der Dorne durch ein offenes Ende der Wandung, so daß eine hohle Wandung mit einer integralen inneren, gewellten Stützvorrichtung zurückbleibt.Attaching a wall or shell around the core assembly which encloses the core assembly with the exception of its ends and contacts the support, then connecting the wall to the support only, and then removing the mandrel through an open end of the wall forming a hollow wall with an integral inner corrugated support remains behind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are described in more detail below with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 eine vereinfachte Längsschnittansicht einesFig. 1 is a simplified longitudinal sectional view of a
Flugzeuggasturbofantriebwerks, das erfindungsgemäß ausgebildete Austrittsleitschaufeln aufweist,Aircraft gas turbofan engine, the outlet guide vanes designed according to the invention having,
Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivischeFigure 2 is an exploded perspective
Ansicht einer erfindungsgemäß ausgebildeten Leitschaufelbaugruppe,View of a guide vane assembly designed according to the invention,
Fig. 3 eine vergrößerte Querschnittansicht nach der3 is an enlarged cross-sectional view according to FIG
Linie 3-3 in Fig. 2,Line 3-3 in Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Leitschau4 is a perspective view of the guide show
felbaugruppe nach Fig. 2 im zusammengebautem Zustand,field assembly according to Fig. 2 in the assembled state,
Fig. 5 eine Teilschnittansicht nach der Linie 5-5Fig. 5 is a partial sectional view taken along line 5-5
in Fig. 4,in Fig. 4,
Fig. 6 eine vergrößerte Seitenansicht des EndStopfensFigure 6 is an enlarged side view of the end plug
der Leitschaufelbaugruppe nach Fig. 2,the guide vane assembly according to FIG. 2,
Fig. 7 eine vergrößerte Längsschnittansicht nach derFIG. 7 is an enlarged longitudinal sectional view according to FIG
Linie 7-7 in Fig. 6Line 7-7 in FIG. 6
Ten / οπλTen / οπλ
Fig. 8 . eine vergrößerte Teilansicht des oberen Teils der Austrittsleitschaufelbaugruppe nach Fig. 2, welche die Art der Befestigung an der Fanhaube veranschaulicht,Fig. 8. an enlarged partial view of the upper Part of the exit vane assembly of Fig. 2 showing the type of attachment illustrated on the fan cover,
Fig. 9 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines Vorformlings, dessen Zusammenbau der erste Schritt bei der Herstellung der Leitschaufelbaugruppe nach Fig. ist,Figure 9 is an exploded perspective view of a preform showing its assembly the first step in the manufacture of the guide vane assembly according to Fig. is,
Fig. 10 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht, die die Bildung des Vorformlings nach Fig. 9 veranschaulicht,10 is an enlarged fragmentary perspective view showing the formation of the preform illustrated according to Fig. 9,
Fig. 11 eine Querschnittansicht einer Formbaugruppe zum Verbinden der Teile des in den Fig. 9 und 10 gezeigten Vorformlings,FIG. 11 is a cross-sectional view of a mold assembly for connecting the parts of the circuit shown in FIG. 9 and 10 shown preform,
Fig. 12 eine Teilschnittansicht einer VorrichtungFig. 12 is a partial sectional view of a device
zum Verbinden der Leitschaufel mit einer Befestigungsplattform, for connecting the guide vane to a mounting platform,
Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittansicht einer13 is an enlarged cross-sectional view of a
Preßvorrichtung zum Aufbringen eines Mantels auf die Leitschaufel,Pressing device for applying a jacket to the guide vane,
Fig. 14 eine vergrößerte Teilquerschnittansicht einer anderen Ausführungsform der Leitschaufel nach der Erfindung und14 is an enlarged partial cross-sectional view of another embodiment of the guide vane according to the invention and
Fig. 15 eine weiter vergrößerte Teilquerschnittansicht von noch einer weiteren Ausführungsform der Leitschaufel nach der Erfindung. 15 shows a further enlarged partial cross-sectional view of yet another embodiment of the guide vane according to the invention.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeichnetes Gasturbofantriebwerk schematisch dargestellt. Turbofantriebwerke (Zweistrom-Turboluftstrahltriebwerke) sind zwar bekannt, eine kurze Beschreibung der Arbeitsweise des Triebwerks 20 wird jedoch als Hintergrund für die weiter unten beschriebene Erfindung das Verständnis der gegenseitigen Beziehung der verschiedenen Teile erleichtern. Grundsätzlich besteht das Triebwerk 20 aus einem Grundtriebwerk 21, einem Fan 22 , der eine drehbare Stufe von Fanlaufschaufeln 23 aufweist, und einer Fanturbine 24A, die stromabwärts des Grundtriebwerks 21 angeordnet und mit dem Fan 22 durch eine Welle 25 verbunden ist. Das Grundtriebwerk 21 enthält einen Axialverdichter 26 mit einem Rotor 27. Luft tritt in den Einlaß 28 in Fig. 1 von links her in Pfeilrichtung ein und wird am Anfang durch die Fanlaufschaufeln 23 verdichtet. In FIG. 1 of the drawings, a gas turbofan engine, designated overall by the reference number 20, is schematically shown shown. Turbofan engines (twin-flow turbo-jet engines) are known, a brief description however, the operation of the engine 20 will be used as the background to that described below Invention to facilitate understanding of the mutual relationship of the various parts. Basically there is the engine 20 consists of a basic engine 21, a fan 22, which has a rotatable stage of fan blades 23 comprises, and a fan turbine 24A, which is arranged downstream of the base engine 21 and with the fan 22 through a shaft 25 is connected. The base engine 21 contains an axial compressor 26 with a rotor 27. Air enters 1 from the left in the direction of the arrow and is initially compressed by the fan blades 23.
Eine Fanhaube oder -gondel 29 umgibt das Grundtriebwerk 21 und ist mit diesem durch mehrere sich radial nach außen erstreckende Austrittsleitschaufelbaugruppen 30 (eine ist gezeigt) verbunden, die im wesentlichen gleichwinkelabständig um die Grundtriebwerkshaube angeordnet sind. Der Hauptzweck der Austxittsleitschaufelbaugruppe 30 ist es, die schraubenförmige Luftströmung, welche die Fanlaufschaufeln 23 verläßt, in eine vorherrschend echt axiale Richtung umzulenken. Ein erster Teil der relativ kalten verdichteten Luft, die die Fanlaufschaufeln 23 verläßt, tritt in einen Fanmantelstromkanal 31 ein, der zwischen dem Grundtriebwerk 21 und der Fanhaube 29 gebildet ist, und tritt aus einer Fanschubdüse 32 aus. Ein zweiter Teil der verdichteten Luft tritt in den Grundtriebwerkseinlaß 33 ein, wird durch den Axialverdichter 26 weiter verdichtet und an eine Brennkammer 34 abgegeben, wo sie mit Brennstoff vermischt und verbrannt wird, um Verbrennungsgase hoher Energie zu liefern, die eine Grundtriebwerksturbine 35 antreiben. Die Turbine 35 treibt ihrerseits den Rotor 27 auf dieA fan hood or pod 29 surrounds the basic engine 21 and is connected to this by a plurality of radially outwardly extending exit vane assemblies 30 (one is shown), which are arranged substantially equiangularly around the base engine hood. Of the The primary purpose of the exhaust vane assembly 30 is to provide the helical shape Divert air flow leaving the fan blades 23 in a predominantly true axial direction. A first portion of the relatively cold compressed air exiting fan blades 23 enters one Fan sheath flow duct 31, which is formed between the basic engine 21 and the fan cover 29, and exits a fan nozzle 32. A second portion of the compressed air enters the base engine inlet 33, will further compressed by the axial compressor 26 and delivered to a combustion chamber 34, where it is mixed with fuel and burned to provide high energy combustion gases that drive a base engine turbine 35. The turbine 35 in turn drives the rotor 27 on the
bei Gasturbinentriebwerken übliche Weise an. Die heißen . Verbrennungsgase gehen dann durch die Fanturbine und treiben diese an, die ihrerseits den Fan 22 antreibt. Eine Vortriebskraft wird auf diese Weise durch die Wirkung des Fans 22, der Luft aus dem Fanmantelstromkanal 31 über die Fanschubdüse 32 abgibt, und durch die Abgabe der Verbrennungsgase aus einer Gruridtriebwerksschubdüse 37 erzielt, die zum Teil durch einen Zentralkörper 38 und durch die Haube 39 des Grundtriebwerks 21 begrenzt wird.in the usual manner for gas turbine engines. The hot ones. Combustion gases then go through the fan turbine and drive this, which in turn drives the fan 22. A propulsive force is created in this way by the effect of the fan 22, which discharges air from the fan jacket flow duct 31 via the fan thrust nozzle 32, and through the discharge the combustion gases from a grurid engine thrust nozzle 37 achieved, which is limited in part by a central body 38 and by the hood 39 of the base engine 21 will.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Austrittsleitschaufelbaugruppen 30 mit neuem polymeren Verbundaufbau und auf ein neues Verfahren zur Herstellung derselben. Gemäß den Fig. 2 bis 8 der Zeichnungen hat jede Leitschaufelbaugruppe 30 eine langgestreckte Leitschaufel 40 mit Flügelprofil, die aus einer hohlen Wandung oder Schale 41 besteht, welche Wände 42 und 43 hat, die gegenseitigen Abstand haben und einen Hohlraum 44 zwischen sich begrenzen (Fig. 3) und längs der Vorderkante 45 und 'der HinterkanteThe present invention relates to the exit vane assemblies 30 with a new polymer composite structure and a new method for producing the same. Referring to Figures 2 through 8 of the drawings, each vane assembly 30 has an elongated vane 40 with it Airfoil, which consists of a hollow wall or shell 41, which has walls 42 and 43, the mutual distance have and define a cavity 44 between them (Fig. 3) and along the leading edge 45 and 'the trailing edge
46 der Leitschaufel 40 miteinander verbunden sind. In dem Hohlraum 44 ist eine langgestreckte, geschichtete, gewellte Verbundstützvorrichtung 47 angeordnet, die sich über die Länge der Wandung 41 erstreckt und insgesamt trapezförmige Wellungen mit abgeflachten Stegen 47a hat, welche integral mit den Wänden 42 und 43 ausgebildet sind. Vorzugsweise sind die Stege 47a mit den Wänden 42 und 43 verbunden, wobei die Stützvorrichtung 47 als ein Versteifungsteil dient, um die Wände 42 und 43 innen abzustützen. Der Hohlraum 44 bleibt zwischen den Wellungen der Stützvorrichtung46 of the guide vane 40 are connected to one another. In cavity 44 is an elongated, layered, corrugated Composite support device 47 arranged, which extends over the length of the wall 41 and overall trapezoidal Has corrugations with flattened ridges 47a which are integrally formed with walls 42 and 43. Preferably the webs 47a are connected to the walls 42 and 43, the support device 47 as a stiffening part serves to support the walls 42 and 43 inside. The cavity 44 remains between the corrugations of the support device
47 offen, und die hohle Wandung 41 ist an ihren beiden Enden offen, wie beispielsweise an dem Ende 48 (Fig. 2). Vorzugsweise bedeckt ein Polyurethanmantel 49 die äußere Oberfläche der hohlen Wandung 41 und dient als anfressungsbeständige Hülle für die Leitschaufel 40.47 open, and the hollow wall 41 is at both ends open, such as at end 48 (Fig. 2). Preferably a polyurethane jacket 49 covers the outer surface the hollow wall 41 and serves as a corrosion-resistant cover for the guide vane 40.
3 ο Ο 4 3 7 83 ο Ο 4 3 7 8
Das offene Ende 48 der Wandung 41 ist mit einem Endstopfen 50 verschlossen, der einen Steckteil 51 aufweist, welcher ein konkaves inneres Ende 52 hat. An dem äußeren Ende des Steckteils 51 ist ein sich quer nach außen erstreckender Deckflansch 53 angeformt, der so bemessen ist, daß er an dem äußeren Endrand der Wandung 41 anliegt und mit deren Umfangsoberflache im wesentlichen bündig ist. Das andere Ende der Leitschaufel 40 ist in einer Kappe 55 aufnehmbar, die in der Grundtriebwerkshaube 39 befestigt ist. Die Kappe 55 hat eine Steckbuchse 56 mit einem Hohlraum 57, in den das Ende der Leitschaufel 40 eingeführt wird. An dem oberen Ende der Steckbuchse 56 ist ein sich quer nach außen erstreckender Befestigungsflansch 58 angeformt.The open end 48 of the wall 41 is closed with an end plug 50 which has a plug-in part 51 which has a concave inner end 52. At the outer end of the male part 51 is a transversely outwardly extending Shaped cover flange 53, which is dimensioned so that it rests against the outer end edge of the wall 41 and with the The circumferential surface is essentially flush. The other The end of the guide vane 40 can be received in a cap 55 which is fastened in the basic engine cover 39. The cap 55 has a socket 56 with a cavity 57 into which the end of the guide vane 40 is inserted. On the upper one A fastening flange 58 extending transversely outward is integrally formed on the end of the socket 56.
Auf dem mit dem Endstopfen 50 verschlossenen Ende 48 der Leitschaufel 40 ist eine Befestigungsplattform 60 befestigt, die das Befestigen der Leitschaufelbaugruppe 30 in dem zugeordneten Turbofantriebwerk 20 erleichtert. Die Befestigungsplattform 60 hat eine im wesentlichen rechteckige Grundplatte 61, die mit einer nach oben vorstehenden Umfangswand 62 versehen ist, welche an ihrem Umfang angeformt ist. Außerdem ist an der Grundplatte 61 ein nach oben vorstehender gekrümmter Körper 63 angeformt, der eine Vertiefung oder einen Hohlraum 64 begrenzt, welcher komplementär zu dem mit dem Endstopfen 50 verschlossenen Ende 48 der Leitschaufel 40 geformt, aber etwas größer als dieses bemessen ist. Das durch den Endstopfen 50 verschlossene Ende 48 der Leitschaufel 40 wird in dem Hohlraum 64 mit einem vorbestimmten, im wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum um es herum aufgenommen, der mit einer elastomeren Vergußmasse 65 gefüllt wird, die zum Verbinden der Leitschaufel 40 mit der Befestigungsplattform 60 dient. Vorzugsweise wird die Vergußmasse 65 in den Zwischenraum durch eine Einspritzbohrung 66 in dem gekrümmten Körper 63 eingespritzt, was weiter unten noch näher erläutert ist. Außerdem sind an der Grundplatte 61 und dem gekrümmten Körper 63 zweiA fastening platform 60 is fastened to the end 48 of the guide vane 40 which is closed with the end plug 50, the securing of the vane assembly 30 in the associated Turbofan engine 20 facilitated. The mounting platform 60 is substantially rectangular Base plate 61 which is provided with an upwardly projecting peripheral wall 62 which is formed on its periphery is. In addition, an upwardly protruding curved body 63 is formed on the base plate 61, which has a recess or delimits a cavity 64 which is complementary to the end 48 closed with the end plug 50 of the guide vane 40, but slightly larger than this is sized. The closed by the end plug 50 end 48 of the guide vane 40 is in the cavity 64 with a predetermined, substantially uniform space added around it, with an elastomeric potting compound 65 is filled, which is used to connect the guide vane 40 to the mounting platform 60. Preferably the potting compound 65 is injected into the space through an injection bore 66 in the curved body 63, which is explained in more detail below. In addition, the base plate 61 and the curved body 63 have two
Befestigungsösen 67 angeformt, die jeweils mit einer Bohrung zum Aufnehmen eines komplementären Befestigungselements in Form einer Schraube 68 und einer Mutternplatte 68a (Fig. 8) versehen sind. Sowohl die Plattform 60 als auch der Stopfen 50 bestehen vorzugsweise aus Nylon, das mit Kohlefasern verstärkt ist.Fastening eyelets 67 integrally formed, each with a hole for receiving a complementary fastener in the form of a screw 68 and a nut plate 68a (Fig. 8) are provided. Both the platform 60 and the plug 50 are preferably made of nylon, which is reinforced with carbon fibers.
Für den Gebrauch wird die Leitschaufelbaugruppe 30 befestigt, indem das freie Ende der Leitschaufel 40 in die Kappe 55 eingeführt wird, die in einer komplementären Aussparung (nicht gezeigt) in der Haube 39 des Grundtriebwerks 21 angeordnet und durch geeignete Mittel befestigt ist. Die Befestigungsplattform 60 wird mit den Schrauben 68 an der inneren Oberfläche der Fanhaube 29 befestigt, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.In use, the vane assembly 30 is secured by inserting the free end of the vane 40 into the cap 55 is inserted in a complementary recess (not shown) in the hood 39 of the base engine 21 is arranged and secured by suitable means. The mounting platform 60 is fastened with the screws 68 attached to the inner surface of the fan cover 29 as shown in FIG.
Die Leitschaufelbaugruppe 30 bietet den Vorteil einer vorgeformten Baugruppe, die bereit ist, in dem Gasturbofantriebwerk 20 mit Hilfe von wenigen Befestigungselementen befestigt zu werden, und aufgrund ihrer Hohlbauweise den Vorteil niedrigen Gewichts hat. Die gewellte Stützvorrichtung 47 stützt die äußere aerodynamische Wandung 41 innen ab.The vane assembly 30 has the advantage of being preformed Assembly ready in the gas turbo engine 20 to be attached with the help of a few fasteners, and due to its hollow construction the Has the advantage of low weight. The corrugated support device 47 supports the outer aerodynamic wall 41 inside away.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 13 der Zeichnungen wird nun das Verfahren zur Herstellung der Leitschaufelbaugruppe 30 beschrieben. Die Leitschaufel 40 wird zuerst aus einem Leitschaufelvorformling hergestellt, der insgesamt mit der Bezugszahl 70 bezeichnet ist und eine Kernbaugruppe 71 sowie polymere Verbundwandungsvorformlinge 75 und 76 aufweist. Die Kernbaugruppe 71 besteht aus der ungehärteten, laminierten, gewellten Stützvorrichtung 47 und aus mehreren langgestreckten, entfernbaren Dornen 73, die in den Zwischenräumen zwischen den Wellungen der Stützvorrichtung 47 auf beiden Seiten derselben angeordnet sind, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Die Blättchen oderReferring to Figures 9 through 13 of the drawings The method of making the vane assembly 30 will now be described. The guide vane 40 goes first made from a vane preform, indicated generally by the reference numeral 70, and a core assembly 71 and polymer composite wall preforms 75 and 76. The core assembly 71 consists of the uncured, laminated, corrugated backing 47 and a plurality of elongated, removable mandrels 73, which are arranged in the spaces between the corrugations of the support device 47 on both sides of the same, as shown in FIG. The leaflets or
- : : ·...--. -LnachqereichtI- :: · ...--. -L nachqereichtI
Schichten der Stützvorrichtung 47 werden übereinander gestapelt, und die Dorne 73 werden zwischen ihnen angeordnet, um die Wellungen in der Stützvorrichtung 47 zu bilden. Die Dorne 73 sind so geformt und so bemessen, daß sie gemeinsam mit der ungehärteten Stützvorrichtung 47 die Kernbaugruppe 71 bilden, die im wesentlichen die aerodynamische Form der fertigen Leitschaufel 40 aufweist. Die Stützvorrichtung 47 kann aus dünnen Schichten eines Verbundmaterials hergestellt werden, vorzugsweise aus einem Verbundmaterial aus Graphitoder Kohlefasern und Glasfasern, wie beispielsweise unidirektionales Hybrid-80-Graphit/20-Glas, das mit einem wärraehärtenden Epoxidharz getränkt ist und von der 3M Company, St. Paul, Minnesota, erhältlich ist. Stattdessen könnten die Stützvorrichtung 47 oder die Vorformlinge 75 und 76 oder beide aus einem Verbundmaterial hergestellt werden, das beispielsweise aus Schichten von Metallfolien besteht, die durch einen Klebstoff miteinander verbunden sind. Die Dorne 73 werden jeweils aus einem Material mit Antihafteigenschaft hergestellt, so daß sie an einem Epoxidharz während des Härtens nicht haften werden, wobei das Material vorzugsweise ein Silikonkautschuk ist, wie er von der General Electric Company unter dem Warenzeichen TUFEL vertrieben wird.Layers of the support device 47 are stacked one on top of the other and the mandrels 73 are placed between them, to form the corrugations in the support 47. The mandrels 73 are shaped and dimensioned so that they are common with the uncured support device 47 form the core assembly 71, which is essentially the aerodynamic shape of the has finished guide vane 40. The support device 47 can be made from thin layers of composite material are, preferably made of a composite material of graphite or carbon fibers and glass fibers, such as unidirectional Hybrid 80 graphite / 20 glass impregnated with a thermosetting epoxy resin and made by the 3M Company, St. Paul, Minnesota. Instead, support 47 or preforms 75 and 76 could be used or both are made from a composite material consisting, for example, of layers of metal foils which are connected to one another by an adhesive. The mandrels 73 are each made of a material with non-stick properties made so that they will not adhere to an epoxy resin during curing, which material is preferably is a silicone rubber such as that sold by the General Electric Company under the trademark TUFEL.
Die Wandungsvorformlinge 75 und 76 weisen jeweils mehrere dünne Schichten 77 aus einem Verbundmaterial auf, vorzugsweise aus dem gleichen Verbundmaterial wie die Stützvorrichtung 47. Die Wandungsvorformlinge 75 und 76 werden über die konvexe bzw, konkave Oberfläche der Kernbaugruppe 71 gelegt, wobei die Wandungsvorformlinge 75, 76 so bemessen sind, daß sie in Längsrichtung die gleiche Ausdehnung wie die Kernbaugruppe 71 haben, daß sie sich aber längs der Vorder- und Hinterkante derselben über die Kernbaugruppe 71 hinaus erstrecken, so daß diese überstehenden Teile der Wandungsvorformlinge 75 und 76 einander überlappen. Die inneren Schichten 77 sind daher mit den Stegen 47a der Stützvorrichtung 47 in Flächenkontakt.The wall preforms 75 and 76 each have several thin layers 77 of a composite material, preferably of the same composite material as the support device 47. The wall preforms 75 and 76 are over placed the convex or, respectively, concave surface of the core assembly 71, the wall preforms 75, 76 being dimensioned in this way are that they have the same extent as the core assembly 71 in the longitudinal direction, but that they are along the Leading and trailing edges of the same over the core assembly 71 extend out so that these protruding parts of the wall preforms 75 and 76 overlap one another. the inner layers 77 are therefore in surface contact with the webs 47a of the support device 47.
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Nachdem der Leitschaufelvorformling 70 zusammengebaut worden ist, wird er in eine Formmaschine 80 eingebracht (Fig. 11), welche eine Patrize 81 und eine Matrize 82 aufweist, die zusammenpassend ausgebildet und beheizt sind. Der Leitschaufelvorformling 70 wird durch die Formmaschine 80 gleichzeitig mit Wärme und Druck beaufschlagt, wodurch der Leitschaufelvorformling 70 einschließlich der gewellten Stützvorrichtung 47 in einem Schritt ausgehärtet werden. Die Schichten 77 jedes Wandungsvorformlings 75, 76 werden miteinander verbunden, die Schichten der Stützvorrichtung 47 werden gehärtet, und die einander überlappenden Teile der Wandungsvorformlinge 75 und 76 werden längs der Vorder- und der Hinterkante der Leitschaufel miteinander verbunden. Die inneren Schichten 77 werden gleichzeitig mit den Stegen 47a der Stützvorrichtung 47 verbunden, sie werden aber nicht mit den Dornen 73 verbunden, weil letztere die genannte Antihafteigenschaft haben. Bei den oben beschriebenen bevorzugten Materialien beinhaltet der Härtezyklus ein Härten von etwa einer Stunde bei 110 0C (230° F), gefolgt von einem Nachhärten bei 135 0C (275° F) für vier Stunden. Der Härtezyklus könnte jedoch geändert werden, falls andere Materialien benutzt werden. Nachdem der Leitschaufelvorformling 70 in der Formmaschine 80 gehärtet worden ist, werden die Dorne 73 über ein Ende der hohlen Wandung 41 entfernt, indem sie einfach herausgezogen werden. Es bleibt die hohle Leitschaufel 40 mit der integralen inneren, sich in Längsrichtung erstreckenden Stützvorrichtung 47 zurück.After the vane preform 70 has been assembled, it is placed in a molding machine 80 (FIG. 11) which has a male part 81 and a female part 82 that are matingly formed and heated. The guide vane preform 70 is simultaneously subjected to heat and pressure by the molding machine 80, as a result of which the guide vane preform 70 including the corrugated support device 47 is cured in one step. The layers 77 of each wall preform 75, 76 are bonded together, the layers of the support 47 are cured, and the overlapping portions of the wall preforms 75 and 76 are bonded together along the leading and trailing edges of the vane. The inner layers 77 are connected at the same time to the webs 47a of the support device 47, but they are not connected to the mandrels 73 because the latter have the aforementioned non-stick property. In the above described preferred materials of the curing cycle includes curing of about one hour at 110 0 C (230 ° F), followed by post-curing at 135 0 C (275 ° F) for four hours. However, the curing cycle could be changed if other materials are used. After the vane preform 70 has been cured in the molding machine 80, the mandrels 73 are removed from one end of the hollow wall 41 by simply pulling them out. What remains is the hollow vane 40 with the integral inner, longitudinally extending support device 47.
Danach wird die Leitschaufel 40 mit der Befestigungsplattform 60 zusammengebaut. Bevorzugt werden die innere Oberfläche des Hohlraums 64 und die äußere Oberfläche des Endes der Leitschaufel 40, das in den Hohlraum einzuführen ist, angerauht, beispielsweise durch Sandstrahlen, wobei die übrigen Oberflächen der Leitschaufel 40 und der Plattformgründplatte 61 geeignet abgedeckt sind. Statt der Tech-After that, the guide vane 40 is attached to the mounting platform 60 assembled. The inner surface is preferred of the cavity 64 and the outer surface of the end of the guide vane 40, which insert into the cavity is, roughened, for example by sandblasting, the remaining surfaces of the guide vane 40 and the platform base plate 61 are suitably covered. Instead of tech
nik des Anrauhens könnte auch eine andere Technik, beispielsweise Ätzen, angewandt werden. Auf die angerauhten Oberflächen wird dann eine Grundierung (Haftvermittler) aufgebracht. Die Grundierung kann beispielsweise ein Gemisch aus Grundierungen sein, wie beispielsweise den von Dayton Coatings and Chemical Division und Whittaker Corporation unter den Warenzeichen THIXON 300 und THIXON 301 vertriebenen. Die Grundierung wird bis zu einer Trockenfilmdicke von ungefähr 7,6 bis 10,2 μια (0.0003 - 0.0004 inch) aufgebracht. Die Einspritzbohrung 66 wird dann in die Plattform 60 gebohrt, sie kann aber auch in der Plattform 60 bereits vorgeformt sein.Another technique, such as etching, could also be used for roughening. On the roughened A primer (adhesion promoter) is then applied to the surfaces. The primer can for example be a mixture of primers such as those from Dayton Coatings and Chemical Division and Whittaker Corporation under the trademarks THIXON 300 and THIXON 301. The primer will be up to a dry film thickness of approximately 7.6 to 10.2 μια (0.0003 - 0.0004 inch) applied. Injection bore 66 is then drilled into platform 60, but it can also be preformed in the platform 60.
Die grundierte Leitschaufel 40 und die Plattform 60 werden dann etwa 15 min lang bei einer Temperatur von etwa 160 0C (320° F) vorgewärmt und dann in eine Preßspritzform 85 eingebracht (Fig. 12), die auf einer Temperatur von etwa 176 0C (350° F) gehalten wird. Die Leitschaufel 40 wird dazu in einer Haltevorrichtung (nicht dargestellt) festgehalten, und das Einsteckende wird in einer Halteplatte 84 eingespannt. Die Plattform 60 wird in einem komplementärem Hohlraum in einem Formwerkzeug 86 aufgenommen. Die Halteplatte 84 wird an dem Formwerkzeug 86 befestigt, so daß das angerauhte Ende der Leitschaufel 40 in dem Hohlraum 64 der Plattform 60 mit einem vorbestimmten, im wesentlichen gleichmäßigen Zwischenraum um sie herum aufgenommen ist. Vorzugsweise beträgt die Einführtiefe der Leitschaufel 40 in dem Hohlraum 64 ungefähr 20,3 mm (0.8 inch), und es wird ein Zwischenraum von ungefähr 2,03 mm (0.08 inch) zwischen der Spitze der Leitschaufel 40 und dem Grund des Hohlraums 64 hergestellt, indem die Leitschaufel 40 nicht bis zum Grund des Hohlraums 64 eingeführt wird. Außerdem ist die Größe der Leitschaufel 40 und des Hohlraums 64 so bemessen, daß ein Zwischenraum von etwa 2,03 mm (0.08 inch) zwischen den Seiten der Leit-The primed vane 40 and the platform 60 are then approximately preheated for 15 minutes at a temperature of about 160 0 C (320 ° F) and then placed in a transfer mold 85 (Fig. 12) at a temperature of about 176 0 C. (350 ° F). For this purpose, the guide vane 40 is held in a holding device (not shown), and the insertion end is clamped in a holding plate 84. The platform 60 is received in a complementary cavity in a molding tool 86. The retainer plate 84 is attached to the mold 86 so that the roughened end of the vane 40 is received in the cavity 64 of the platform 60 with a predetermined, substantially uniform clearance around it. Preferably, the depth of insertion of the vane 40 into the cavity 64 is approximately 20.3 mm (0.8 inches) and a clearance of approximately 2.03 mm (0.08 inches) is established between the tip of the vane 40 and the bottom of the cavity 64, by not inserting the guide vane 40 to the bottom of the cavity 64. In addition, the vane 40 and cavity 64 are sized so that there is a clearance of approximately 2.03 mm (0.08 inch) between the sides of the vane.
schaufel 40 und den Seitenwänden des Hohlraums 64 hergestellt wird.blade 40 and the side walls of the cavity 64 made will.
Das Formwerkzeug 86 hat einen Einspritzkanal 87 in einer Linie mit der Einspritzbohrung 66 in der Plattform 60. Der Einspritzkanal 87 steht mit einem Preßspritzzylinder 88 in Verbindung, in welchem ein Kolben 89 angeordnet ist. •Ein ungehärtetes Elastomer, vorzugsweise ein elastomerer Fliiorkautschuk, der unter dem Warenzeichen VITON von E. I. DuPont de Nemours & Co. Inc. vertrieben wird, wird in den Preßspritzzylinder 88 eingebracht, der auf einer Temperatur von etwa 176 0C (350° F) gehalten wird. Das Elastomer wird dann mit einem maximalen Preßspritzdruck von etwa 241 bar (3,500 psi) durch den Einspritzkanal 87 und die Einspritzbohrung 66 in den Zwischenraum zwischen der Leitschaufel 40 und der Plattform 60 eingespritzt. Die Leitschaufel/Plattform-Baugruppe wird für etwa 75 min in der Preßspritzform 85 auf einer Temperatur von etwa 176 0C (350* F) gehalten, was dazu dient, das VITON-Elastomer 65 zu härten und die Leitschaufel 40 fest mit der Plattform 60 zu'verbinden. Die in sich verbundene Baugruppe wird dann der Preßspritzform 85 entnommen und für etwa 16 h bei einer Temperatur von etwa 149 0C (300° F) nachgehärtet, woraufhin überschüssiger VITON-Grat von der Plattform 60 und von der Leitschaufel 40 entfernt wird.The molding tool 86 has an injection channel 87 in line with the injection bore 66 in the platform 60. The injection channel 87 is connected to a compression molding cylinder 88 in which a piston 89 is arranged. • An uncured elastomer, preferably an elastomeric Fliiorkautschuk, DE under the trademark VITON available from EI DuPont Nemours & Co. sold Inc., is introduced into the Preßspritzzylinder 88 maintained at a temperature of about 176 0 C (350 ° F) will. The elastomer is then injected through the injection channel 87 and the injection bore 66 into the space between the guide vane 40 and the platform 60 at a maximum compression molding pressure of about 241 bar (3,500 psi). The vane / platform assembly is for about 75 min in the transfer mold 85 to a temperature of about 176 0 C (350 * F), which serves to harden the VITON elastomer 65 and the stationary blade 40 fixed to the platform 60 connect to. The associated self assembly is then removed from the transfer mold 85 and post-cured for about 16 h at a temperature of about 149 0 C (300 ° F), whereupon excess VITON-ridge from the platform 60 and the vane 40 is removed.
Die Leitschaufel 40 hat nach dem Form- und dem Nachhärtezyklüs einen geringen Widerstand gegen Anfressung, die durch Teilchen verursacht wird» wie beispielsweise Sand, Kies und dgl., denen Flugzeuggasturbinentriebwerke.ausgesetzt sein können. Deshalb, wird der Polyurethanmantel 49 auf die äußere Oberfläche der hohlen Wandung 41 aufgebracht, um die notwendige Anfressungsbeständigkeit oder Verschleißfestigkeit zu schaffen. Zuerst wird die äußere Oberfläche der hohlen Wandung 41 leicht angerauht, beispielsweise durch Sandstrahlen, wobei die Oberflächen .der Befestigungsplattform 60 und der Vergußmasse65 abgedecktThe guide vane 40 has after the molding cycle and the post-curing cycle low resistance to pitting caused by particles »such as sand, Gravel and the like exposed to aircraft gas turbine engines could be. Therefore, the polyurethane jacket becomes 49 applied to the outer surface of the hollow wall 41 in order to have the necessary scuff resistance or To create wear resistance. First is the outer Surface of the hollow wall 41 slightly roughened, for example by sandblasting, whereby the surfaces .der Mounting platform 60 and the potting compound 65 covered
sind, um das Anfressen derselben während des Sandstrahlvorganges zu verhindern. Eine Polyurethanfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,25 mm (0.010 inch) und mit einem ungefähr 0,025 mm (0.001 inch) dicken überzug aus einem Klebeharz auf einer Oberfläche derselben wird dann in einen langen Streifen der gewünschten Größe und Form geschnitten. Der Folienstreifen wird dann um die hohle Wan-r. dung 41 herumgewickelt, wobei er durch die Verwendung eines Werkzeuges, beispielsweise eines Spatels od.dgl., in innige Berührung mit der Oberfläche der Wandung 41 gebracht wird, um das Einschließen von Luft oder die Bildung von harzreichen- Taschen zu verhindern.are to the erosion of the same during the sandblasting process to prevent. A polyurethane sheet approximately 0.25 mm (0.010 inch) thick and with a approximately 0.025 mm (0.001 inch) thick coating of an adhesive resin on one surface thereof is then applied in cut a long strip of the desired size and shape. The foil strip is then placed around the hollow wall. Extension 41 wrapped around, whereby he by the use of a tool, such as a spatula or the like., In intimate contact with the surface of the wall 41 is brought to the inclusion of air or the formation from resin-rich pockets to prevent.
Wenn die äußere Oberfläche der hohlen Wandung 41 vollständig mit dem Polyurethanmantel 49 bedeckt worden ist, wird die Leitschaufel 40 in eine Preßvorrichtung 90 (Fig. 13) zum Härten des Klebstoffes ,eingebracht. Die Preßvorrichtung 90 weist ein konvexes unteres Teil 91 und ein konkaves oberes Teil 92 auf. Vor dem Einbringen der Leitschaufel 40 in die Preßvorrichtung 90 wird eine Druckverstärkungshülle 93 um die ummantelte Leitschaufel 40 herumgelegt. Die Hülle 93 besteht vorzugsweise aus . Silikonkautschuk und ist einfach übergeschlagen ausgebildet, das heißt mit zwei Klappen versehen, die an der konvexen bzw. konkaven Oberfläche der Leitschaufel 40 liegen und sich an einer Stelle 94 außerhalb der Hinterkante der Leitschaufel 40 überlappen. Die Anordnung aus der ummantelten Leitschaufel 40 und der Druckverstärkungshülle 93 wird dann in die Preßvorrichtung 90 eingebracht und für etwa 60 min bei einer Temperatur von etwa 110 *C (230° F) gehärtet. Die Druckverstärkungshülle 93 dient zum Vergrößern und zum gleichmäßigen Verteilen des auf den Mantel 49 ausgeübten Druckes, um ein gleichmäßiges Härten desselben und ein gleichmäßiges Haften an der äußeren Oberfläche der Wandung 41 zu gewährleisten. Die Stützvorrichtung 47 sollte während des Preßvorganges für eine ausreichende innere Abstützung sorgen, bei Bedarf könnte aber der hohle Kern 44 für diesen Vorgang unter inneren überdruck gesetzt werden.When the outer surface of the hollow wall 41 has been completely covered with the polyurethane jacket 49, the guide vane 40 is placed in a pressing device 90 (FIG. 13) for curing the adhesive. the Pressing device 90 has a convex lower part 91 and a concave upper part 92. Before bringing in the guide vane 40 in the pressing device 90 becomes a Pressure reinforcement sleeve 93 placed around the shrouded guide vane 40. The sheath 93 is preferably made of. Silicone rubber and is designed simply folded over, that is, has two flaps attached to the convex or concave surface of the guide vane 40 and are located at a point 94 outside the trailing edge of the Overlap guide vane 40. The arrangement of the shrouded guide vane 40 and the pressure intensifying envelope 93 becomes then placed in the press apparatus 90 and cured for about 60 minutes at a temperature of about 110 ° C (230 ° F). The pressure-intensifying cover 93 serves to enlarge and evenly distribute the pressure exerted on the jacket 49 in order to harden the same and evenly to ensure uniform adhesion to the outer surface of the wall 41. The support device 47 should provide sufficient internal support during the pressing process, but if necessary the hollow core 44 must be placed under internal overpressure for this process.
Die mit Polyurethan ummantelte Leitschaufel 40 wird dann der Preßvorrichtung 90 entnommen, die Hülle 93 wird entfernt, und die ummantelte Leitschaufel 40 wird in einem Ofen für etwa vier Stunden bei etwa 132 0C(270° F) nachgehärtet, überschüssige Polyurethanfolie wird dann von der Leitschaufel 40 abgeschnitten.The polyurethane shrouded vane 40 is then removed from the presser 90, the shroud 93 is removed, and the shrouded vane 40 is post cured in an oven for about four hours at about 132 0 C (270 ° F), then excess polyurethane sheet is removed from the Guide vane 40 cut off.
Es ergibt sich eine Leitschaufelbaugruppe 30, die ein extrem geringes Gewicht hat und billig herstellbar ist und eine verbesserte Ermüdungsfestigkeit und Anfressungsbeständigkeit hat. Weiter ist die Leitschaufelbaugruppe w durch eine ausgezeichnete Abmessungsgleichmäßigkeit und eine verbesserte Oberflächenbeschaffenheit sowie durch eine verbesserte Ermüdungsbeständigkeit im Vergleich zu vergleichbaren metallischen Flügelprofilkörpern gekennzeichnet. Alle diese Vorteile werden ohne die Verwendung von potentiell strategischen Materialien erzielt.The result is a guide vane assembly 30, which is a has extremely low weight and can be manufactured cheaply and improved fatigue resistance and scuff resistance Has. Further, the vane assembly w is excellent in dimensional uniformity and an improved surface quality as well as an improved fatigue resistance compared to comparable ones metallic airfoil bodies marked. All of these benefits are potential without the use of strategic materials achieved.
Beim Befestigen dieser Leitschaufelbaugruppe 30 an dem Turbofantriebwerk 20 wird das freie Ende der Leitschaufel 40 in die Kappe 55 eingeführt, und die Plattform 60 wird dann an der Fanhaube 29 festgeschraubt, wie es oben beschrieben worden ist.When attaching this vane assembly 30 to the Turbofan engine 20, the free end of the vane 40 is inserted into the cap 55 and the platform 60 becomes then screwed tightly to the fan cover 29, as has been described above.
Fig. 14 zeigt eine andere LeitSchaufelkonstruktion, die insgesamt mit der Bezugszahl 100 bezeichnet ist und bei der es sich im wesentlichen um dieselbe Konstruktion wie bei der Leitschaufel 40 handelt, mit der Ausnahme, daß sie eine Schwingungsdämpfungsschicht aufweist. Die Leitschaufel 100 hat äußere Schichtverbundmaterialwandungen 101 und 101a aus Schichten 101b und mit Wänden 102 und 103, die gegenseitigen Abstand haben und einen inneren Hohlraum 104 begrenzen, wobei die Wände 102 und 103 an der Vorder- und der Hinterkante der Leitschaufel 100 miteinander verbunden sind. Eine gewellte, geschichteteFig. 14 shows another vane construction which generally designated by the reference numeral 100 and which is essentially the same construction as acts in the case of the vane 40, except that it has a vibration damping layer. The guide vane 100 has outer layer composite material walls 101 and 101a made of layers 101b and with walls 102 and 103, which are mutually spaced and delimit an inner cavity 104, the walls 102 and 103 at the leading and trailing edges of the guide vane 100 are connected to one another. A wavy, layered one
Stützvorrichtung 105 ist in dem Hohlraum 104 angeordnet, wobei die Wellungen insgesamt trapezförmig sind und abgeflachte Stege 106 haben. Eine Schicht 107 aus elastomerem Schwingungsdämpfungsmaterial bekleidet die innere Oberfläche der Wandung 101, so daß sie in Flächenkontakt mit den Stegen 106 der Stützvorrichtung 105 ist, wobei die Schicht 107 vorzugsweise aus Polyurethan besteht. Bei Bedarf kann ein Polyurethanmantel (nicht dargestellt) wie der Mantel 49 auch auf die äußere Oberfläche der Wandung 101 aufgebracht werden. Das Verfahren zur Herstellung der Leitschaufel 100 ist im wesentlichen dasselbe wie das oben für die Leitschaufel 40 beschriebene, mit der Ausnahme, daß die Polyurethanschicht 107 zwischen der Kernbaugruppe 71 und den Wandungsvorformlingen 75 und 76 während des Zusammenbaus des Leitschaufelvorformlings 70 anbracht wird. Das Epoxidharz in den Wandungsschichten 77 bildet das Bindemittel für die Polyurethanschicht 107.Support device 105 is arranged in cavity 104, wherein the corrugations are generally trapezoidal and have flattened webs 106. A layer 107 of elastomeric Vibration damping material lines the inner surface of the wall 101 so that it is in face-to-face contact with the webs 106 of the support device 105, the layer 107 preferably consisting of polyurethane. If necessary, a polyurethane jacket (not shown) like jacket 49 can also be applied to the outer surface of the wall 101 are applied. The method of manufacturing the vane 100 is essentially the same as that that described above for the vane 40, except that the polyurethane layer 107 is between the core assembly 71 and the wall preforms 75 and 76 attached during assembly of the vane preform 70 will. The epoxy resin in the wall layers 77 forms the binder for the polyurethane layer 107.
Fig. 15 der Zeichnungen zeigt noch eine weitere Ausführungsform, bei der in die geschichtete Stützvorrichtung 105 zusätzliche Schwingungsdämpfungsschichten eingeschachtelt sind. Die Stützvorrichtung 105 weist Schichten 105a aus Verbundmaterial auf. In dieser Ausführungsform können Schichten 107a aus elastomerem Material ähnlich den Schichten 107 ebenfalls mit den Schichten 1Ö5a verschachtelt sein, wobei die Schichten 105a und die Schichten 107a alle gleichzeitig mit den Schichten 101a der Wandung 101 während des Formvorganges gehärtet werden.15 of the drawings shows yet another embodiment in which the layered support device 105 has additional Vibration damping layers are nested. The support device 105 has layers 105a Composite material. In this embodiment, layers 107a of elastomeric material may be similar to layers 107 also be nested with layers 105a, layers 105a and layers 107a all at the same time with the layers 101a of the wall 101 during the molding process hardened.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß eine verbesserte Hohlleitschaufelkonstruktion mit einer inneren Stützvorrichtung zur mechanischen Abstützung und zur Schwingungsdämpfung sowie ein besonderes Verfahren zur Herstellung einer solchen Leitschaufel geschaffen worden sind. Beschrieben ist außerdem ein Verfahren zum Zusammenbauen der Leitschaufel mit einer Befestigungsplattform, was eine Leit-From the above description it can be seen that a improved hollow guide vane construction with an inner support device for mechanical support and vibration damping and a special method for manufacturing such a guide vane have been created. Described is also a method of assembling the guide vane with a mounting platform, which is a guide
- yf -- yf -
schaufelbaugruppe rait extrem geringem Gewicht und zu ex trem niedrigen Kosten ergibt, die verbesserte Betriebsund bauliche Eigenschaften hat.bucket assembly rait extremely light weight and too ex tremendously low cost results in improved operating and has structural properties.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |