DD100058A1

DD100058A1 - Schaufeln für Axialventilatoren und Verfahren zur Herstellung dieser Schaufeln

Info

Publication number: DD100058A1
Application number: DD16617672A
Authority: DD
Priority date: 1972-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1980-10-01
Also published as: DE2349641A1; FR2203030A1; GB1437236A; FR2203030B1

Description

Deutsche

Demokratische

Republik

Amt

für Erfindungsund Patentwesen

PATENTSCHRIFT Wirtschaftspatent Erteilt gemäß § 5 Absatz 1 des Rnderungsgesetzes zum Patentgesetz

Zusatzpatent zum Patent:

Anmeldetag: 12.10.72

Priorität:

(WP F 04 d/166 176)

Ausgabetag: 05.09.73

Int. Cl.: F04d, 29/38

Kl.: 27 c, 12/01

In der vom Anmelder eingereichten Fassung veröffentlicht

Erfinder zugleich Inhaber

Liebau, Dipl.-Ing. Gottfried; Kauder, Helmut; Schmidt, Christine

Schaufeln für Axialventilatoren und Verfahren zur Herstellung

dieser Schaufeln

Die Erfindung betrifft die Gestaltung der Schaufeln eines Axialventilators größerer Abmessungen, welche eine geringere Eigenmasse und hohe Festigkeit besitzen

Es sind Schaufeln bekannt, welche aus einem Foser-Harz-Gemisch nach dem Quecksilber-Drucksack-Verfahren hergestellt werden. Dabei wird in eine Hohlform das Faser-Harz-Gemisch eingegeben und ein Drucksack eingelegt. Der Drucksack wird durch den hohlen Fuß der Schaufel langsam aufsteigend mit Quecksilber gefüllt und das Faser-Harz-Gemisch gegen die Formwand jo gepreßt. Es entsteht eine Hohlschaufel mit einem hohlen Fuß und einer in mancher Beziehung verfahrensbedingten Formgebung; z.B. sind die nabenseitigen Begrenzungskanten des Schaufelblattes gerundet und die Hinterkanten relativ dick. Der Nachteil ist die verfahrensbedingte Formgebung. Außerdem gibt es keine Möglichkeit der Anbringung von Versteifungsrippen im Schaufelinneren.

Weiter sind Schaufeln bekannt, welche aus mehreren, vorzugsweise aus 2 Teilen hergestellt werden. Bei die- го sen Schaufeln wurden meistens an ihren Schaufelteilen Flächen oder andere Mittel zur Verbindung der Teile vorgesehen. Diese Hohlschaufeln können auch Versteifungsrippen enthalten. Nachteilig ist aber die wesentlich geringere Belastbarkeit der Klebverbindung im Vergleich zum homogenen Material. Außerdem kann durch die Aufteilung der Schaufeln in mehrere Teile nicht jede beliebige konstruktiv oder funktionell erforderliche Form realisiert werden, da technologische Probleme beachtet werden müssen. Es ist statt der hohlen Ausführung auch die Herstellung von Schaufeln mit leichter Schaumstoffüllung bekannt. Auch hier bleiben die für Hohlschaufeln genannten Nachteile im wesentlichen bestehen

Schließlich sind Lösungen bekannt, einen Tragbolzen in einem Schaumkern einzubetten und den Schaumkern mit einer Harz-Glasfaser-Schicht zu umgeben. Nachteilig ist die fehlende direkte Verbindung zwischen der Deckschicht und dem Holmen. Diese Schaufeln eignen sich nur für niedrige Belastungen; die Grenze wird durch die Belastbarkeit des Schaumkems bestimmt

Zweck der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mangel zu beseitigen und eine Schaufel zu entwickeln, die sich technologisch einfach herstellen läßt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schaufel und das Verfahren zu ihrer Herstellung so zu gestalten, daß die Schaufel einteilig, d. h. ohne Zusammenfügen mehrerer Teile, und mit Versteifungsrippen hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Hartschaumkern entsprechend der notwendigen Verrippung mit Einschnitten oder Löchern versehen ist. Um diesen Hartschaumkern herum verlaufen die Armierungsmittel beanspruchungsgerecht, ohne Unterbrechung aufzuweisen zwischen den beiden Deckflächen der Schaufel, zwischen den Rippen und den Deckflächen, bzw. zwischen Schaufelfuß und Schaufelblatt

Erfindungsgemäß werden die Schaufeln hergestellt, indem die Hartschaumkerne mit den Armierungsmitteln ein- oder umwickelt bzw. vernäht werden. Dieser mit

den Armierungsmitteln umgebene Hartschaumkern wird in eine Form eingelegt, welche genau der Schaufel entspricht. Die Form ist mit geeigneten Einguß- und Entlüftungsöffnungen versehen. Die Eingußöffnungen werden mit einem Harzbehälter verbunden, aus welchem das Harz unter geringem Druckunterschied langsam in die Form fließt und die Armierung durchdringt

Vorteilhaft ist es, die Formoberflächen vor dem Einlegen des umwickelten Hartschaumkerns mit einer Gelcoat-Schicht zu versehen, welche durch den Gießvorgang an das Bauteil anbindet.

Sollen erfindungsgemäß andere Teile mit dem Hartschaumkern verbunden werden, sind sie vorher oder beim Einlegen mit den Armierungsmitteln zu verbinden

Günstig ist es, wenn der Hartschaumkern in eine mit Einschnitten versehenen Gewebebahn eingewickelt ist, wobei deren Enden einander ausreichend überdecken. Eine günstige Kraftübertragung vom Schaufelfuß zum Schaufelblatt erhält man, wenn in Verlängerung des Schaufelfußes zwei Rippen in das Schaufelblatt hineinlaufen, wobei der Schaufelfuß und der Blattbereich zwischen den Rippen von einer Gewebebahn mehrfach umwickelt ist.

Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Gewebebahn zu einem Schal zusammenzulegen und diesen u-förmig um den Schaufelfuß herumzulegen. Die beiden Enden dieser Gewebebahn laufen dann in die Schaufeloberfläche hinein.

Der Hartschaumkern kann auch von der Fußunterkante bis zur Blattspitze mehrfach mit Rowings umwickelt sein.

Durch die Erfindung wird eine Schaufel geschaffen, die in ihrer Formgebung nur durch die aerodynamischen Forderungen bestimmt wird. Sie besteht aus einem einzigen Teil; dadurch ist der Kraftverlauf günstig und die Schaufel für höhere Belastungen geeignet. Durch die Erfindung entfallen die Flächen zur Verbindung der Schaufelteile.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den Zeichnungen bedeuten:

Fig. 1: einen teilweise von einer Gewebebahn eingewickelten Hartschaumkern,

Fig. 2: den Schnitt A-B nach Fig, 1,

Fig. 3: den Schnitt C-D nach Fig. 1,

Fig. 4: einen Hartschaumkern mit zwei Rippen,

Fig. 5: den Schnitt F-G nach Fig. 4,

Fig. 6: einen Hartschaumkern mit um den Fuß herumgeführtem Gewebeschal,

Fig. 7: den Schnitt H-J nach Fig. 6, Fig. 8: den Schnitt K-L nach Fig. 6,

Fig. 9: einen Hartschaumkern mit über Fuß und Blattspitze gewickelten Rowings,

Fig. 10: den Schnitt M-N nach Fig. 9,

richtung.

In Fig, 1 ist ein Hartschaumkern 14 in eine Gewebebahn 15 teilweise eingewickelt. Die Gewebebahn 15 ist mit acht kurzen Einschnitten E versehen, und die einzelnen Flächenteile 1 bis 13 der Gewebebahn 15 erhalten die in der Fig. 2 und 3 dargestellte Lage nach dem Einwinkein. Damit sind alle Berührungskanten zwischen Unter- und Oberseite des Hartschaumkerns 14 durch herumgelegte Gewebebahnteile 1 bis 13 bedeckt, so daß eine einwandfreie Verbindung der Ober- und Unterseite des Schaufelblattes hergestellt ist

In Fig. 4 ist der Hartschaumkern 14 mit zwei Einschnitten 18 versehen, deren Verlauf zwei vom Schaufelfuß 14a aus in das Blatt laufenden Rippen 18a entsprechen. Um den Schaufelfuß 14a bis in die Einschnitte 8 hinein ist eine Gewebebahn 16 mehrfach herumgewickelt, über den Schaufelfuß 14a ist eine Stahlbuchse 17 geschoben, die nach dem Gießvorgang mit diesem fest verbunden ist. Ebenfalls können im Hartschaumkern 14 Löcher 30 zur Verbindung der saugseitigen Schaufelfläche 31 mit der druckseitigen Schaufelfläche 32 angeordnet werden

In Fig. 5 ist die mehrfache Umwicklung des Schaufelfußes 14a bis in die Einschnitte 18 schematisch dargestellt.

In den Fig. 6 bis 8 wird um den Schaufelfuß 14a des Hartschaumkernes 14 ein Schal 19, der aus einer u-förmig zusammengelegten Gewebebahn 16 hergestellt ist, herumgelegt und somit eine durchgehende Verbindung vom Schaufelfuß 14a zum Blatt hergestellt

Die Fig. 9 und 10 stellen die Umwicklung des Hartschaumkerns 14 und des Schaufelfußes mit Rowings 20 dar.

Fig. 11 stellt die Gießeinrichtung zum Einfüllen des Harzes 21 in die Form 22 schematisch dar

In die Form 22 ist der umwickelte Kern 28 eingelegt, nachdem vorher eine Gelcoatschicht 23 eingebracht wird. Die Form 22 ist mit einer Eingußöffnung versehen, welche über die Leitung 25 mit einem Harzbehälter 26 verbunden ist. Der Harzbehälter 26 besitzt einen gewissen überdruck, den das Manometer 27 anzeigt. Beim Einfließen des Harzes 21 entweicht die Luft und zur besseren Durchspülung auch ein Teil des Harzes 21 durch die Entlüftungsöffnungen 29, welche gleichzeitig oder in vorgegebener Reihenfolge geöffnet und geschlossen werden.

Entsprechend den Eigenschaften des Harzes 21 ist zur Beschleunigung des Aushärtungsprozesses eine Beheizung der Form 22 möglich.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaufeln für axialen Ventilator, Kompressor oder Verdichter in Verbundbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hartschaumkern (14) entsprechend der erforderlichen Verrippung (18a) der Schaufel mit Einschnitten (18) bzw. Löchern (30) versehen ist und daß die Armierungsmittel (15; 16; 19) beanspruchungsgerecht im Bereich des Schaufelfußes (14a), der Verrippung (18a) und der Oberflächen (31; 32) angeordnet sind und ohne Unterbrechung ihres Verlaufes zwischen den Rippen (18a) und den Oberflächen (31; 32) verlaufen.

Fig. 11: eine schematische Darstellung der Gießein- 65 2. Verfahren zur Herstellung von Schaufeln für Venti-

tatoren, welche aus Hartschaumkern und armierten Harzflächen bestehen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaumkern (14) mit den Armierungsmitteln (15; 16; 19; 20) umgeben wird, daß der so entstandene umwickelte Kern (28) in eine Form (22) eingelegt wird und daß das Harz (21) unter der Wirkung einer Druckdifferenz in die Form (22) fließt, wobei die Form mit wahlweise zu öffnenden und schließenden Eingußöffnungen (24) und Entlüftungsöffnungen (29) versehen ist, so daß eine gute Entlüftung und Harzfüllung der Form (22) durch ausreichenden Harzzufluß und teilweisen Harzabfluß erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einlegen des umwickelten Kernes (28) die Oberflächen der Form (22) mit einer Gelcoat-Schicht (23) versehen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem umwickelten Kern (28) zu verbindende Teile (17) mit in die Form eingelegt werden und soweit notwendig vorher oder beim Einlegen in die Form (22) mit den.Armierungsmitteln (15; 16; 19; 20) verbunden werden.
5. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaumkern (14) in eine mit Einschnitten (E) versehene Gewebebahn (15) eingewickelt ist, wobei deren Enden einander überdecken.
6. Schaufeln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung des Schaufelfußes (14a) Rippen (18a) in das Schaufelblatt hineinlaufen und daß der Bereich des Schaufelfußes (14a) und der Hartschaumkern zwischen den Einschnitten (18) mit einer Gewebebahn (16) mehrfach umwickelt ist.
7. Schaufel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch Zusammenfalten einer Gewebebahn (15 oder 16) entstandener Schal (19) u-förmig um den Schaufelfuß (14a) herumgelegt ist und mit beiden Enden in die Schaufeloberflächen (31; 32) hineinläuft.
8. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaumkern (14) von der Unterkante des Schaufelfußes (14a) bis zur Spitze des Hartschaumkernes (14) mehrfach mit Rowings (20) umwickelt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

(52) Ag 141/73/DDR - 9643