DD100058B1

DD100058B1 - Schaufeln für Axialventilatoren und Verfahren zur Herstellung dieser Schaufel

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Publication number: DD100058B1
Authority: DD
Publication date: 1980-10-01

Description

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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 Paser-Harz-Gemisch nach dem Quecksilber-Drucksack-Verfahren hergestellt werden. Dabei wird in eine Hohlform das Jaser-Harz-Gemisch eingegeben und ein Drucksack eingelegt. Der Drucksack wird durch den hohlen Fuß der Schaufel langsam aufsteigend mit Quecksilber gefüllt und das Faiser-Harz-Gemisch gegen die Formwand gepreßt. Es entsteht eine Hohlschaufel mit einem hohlen Fuß und einer in mancher Beziehung verfahrensbedingten Formgebung; z. B. sind die nabenseitigen Begrenzungs-tanten des Schaufelblattes gerundet und die Hinterkanten relativ dick. Der ITachteil ist die verfahrensbedingte Formgebung. Außerdem gibt es Keine Möglichkeit der Anbringung von Versteifungsrippen im Schaufelinieren«

Weiter sind Schaufeln bekannt, welche aus mehreren, vorzugsweise aus 2 Teilen hergestellt werden. Bei diesen Schaufeln wurden meistens an ihren Schaufelteilen Flächen oder andere Jüttel 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 x-robleme beachtet werden müssen·

Es ist statt der hohlen itusführung auch die Herstellung von Schaufeln mit leichter Schaumstoffüllung begannt. Auch hier bleiben die für Hohlschaufeln genannten Ilachteile im wesentlichen bestehen.

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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 fär niedrige Belastungen; die Grenze wird durch die Belastbarkeit des Schaumkernes bestimmt.

Zv/eck der Erfindung ist es, die aufgezeigten Mängel 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 Zusammenfugen mehrerer Teile, und mit Versteifungsrippen hergestellt werden iann.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein Hartschaumkern entsprechend der notwendigen Verrippung mit Einschnitten oder Lochern versehen ist. Um diesen Hartschaumkern herum verlaufen die Armierungsmittel beanspruchungsgerecht, ohne Unterbrechung aufzuweisen zwischen den beiden Deckflächen der Schaufel, zwischen den Rippen und den Deckflachen, 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 Hart schaumkern wird in eine Form eingelegt, welche genau der Schaufel entspricht. Die Form ist mit geeigneten Einguß- und Entlüftungsoffnungen versehen. Die Eingußoffnungen werden mit einem Harzbehälter verbunden, aus welchen das Harz unter geringem Druckunterschied langsam in die Form fließt und die Armierung durchdringt.

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Vorteilhaft ist es, die Formoberflächen vor dem Einlegen des umwickelten Hartschaumkernes 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. Sine 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 lünden dieser Gewebebahn laufen dann in die Schaufeloberflächen hinein.

Der Hartschaumkern kann auch von der Fußunterkante bis zur Blattspitze .nehrfach 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.

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

//7 einen teilweise von einer Gewebebahn eingewickelten Hart schaumkern.

Fig. 2: den Schnitt A-B nach Fig. Λ₍ Fig. 3t den Schnitt C-D nach Fig. 1

· 4'. einen Hart schaumkern mit zv.ei Rippen, fig. 5i den Schnitt F-G nach Fig. 4.

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

Fig. 7«, den Schnitt H-J nach Fig. 6, Fig. 8{ den Schnitt ά - L nach Fig. 6 _f

Fig. 9s einen Hartschaumkern mit über Fuß und Blattspitze gewickelten Rowings^

Fig. 10; den Schnitt d - ii nach Fig. 9,-Fig.11· eine schematische Darstellung der Gießeinrichtung,

In Fig. 1 ist ein Hartschaumkern 14 in eine Gewebebahn teil-eise eingewicKelt. Die Gewebebahn 15 ist mit acht kurzen Einschnitten E versehen, und die einzelnen j?lächenteile 1 bis der Gewebebahn 15 erhalten die in der Fig. 2 und 3 dargestellte Lage nach dem Einv/iekeln. Damit sind alle Berährungskanten

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zwischen Unter- und Oberseite des Hartschaumkernes 14 durch herumgelegte Gev/ebebahnteile 1 bis 13 bedeckt, зо daß eine einwandfreie Verbindung der Ober- und Unterseite des Schaufelblattes hergestellt ist.

In Pig. 4 i3t der Hart schaumkern 14 mit z,.ei Einschnitten 18 versehen, deren Verlauf zwei vom Schaufelfuß 14 a aus in das Blatt laufenden Rippen 18 a entsprechen. Um den Schaufelfuß 14 a bis in die Einschnitte 18 hinein, ist eine Gewebebahn 16 mehrfach herumgewickelt, über den Schaufelfuß 14 a ist eine Stb.hlbuchse 17 geschoben, die nach dem Gießvorgang mit diesem fest verbunden ist. Ebenfalls können im Hartschaumkern 14 Locher 30 zur Verbindung der saugseitigen Schaufelfläche 31 mit der druckseitigen Schaufelfläche 32 angeordnet werden.

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

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

Die Pig. 9 und 10 stellen die Umwicklung des Hartschaumkernes und des Schaufelfußes mit Rowings 20 dar.

Pig. 11 stellt die Gießeinrichtung zum Einfüllen des Harzes 21 in die Porm 22 schematisch dar.

In die Porm 22 ist der umwickelte Kern 28 eingelegt, nachdem vorher eine Gelcoatschicht 23 eingebracht wird. Die Porm 22 ist mit einer Eingußöffnung versehen, welche über die Leitung

25 mit einem Harzbehälter 2в verbunden ist. Der Harzbehälter

26 besitzt einen gewissen überdruck, den das manometer 27

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anzeigt. Beim Einfließen des Harzes 21 entweicht die Luft und zur besseren Durchspülung auch ein Teil des Harzes 21 durch die EntlüftungsJffnungen 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

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Pat ent an s-p r ^:.i ehe *

Schaufeln für axialen Ventilator, Kompressor oder Verdichter in Verbundbauweise, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hartschaumkern (14) entsprechend der erforderlichen Verrippung (13 a) der Schaufel mit Einschnitten (І8) bzw. Löchern (30) versehen iet und daß die Armierungsmittel (15; 16; 19) beanspruchungsgerecht im Bereich des Schaufelfußes (14 a), der Verripoung (18 a) und der Oberflächen (31} 32) angeordnet sind und ohne Unterbrechung ihres Verlaufes zwischen den Rippen (18 a) und den Ooerflachen (31; 32) verlaufen.

zur Herstellung von Schaufeln für Ventilatoien, 3 Hartschaumkern und armierten Harzflächen be-
2. Verfahren
welche au

stehenVciaüurcii gekennzeichnet, daß der Hart schaumkern (14)

mit den Armierungsmitteln (15, 16, 19, 20) umgeben wird, daß der so entstandene umwickelte Kern (28) in eine Form (22) eingelegt v/ird 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 Entlüftungsoffnungen (29) versehen ist, so daß eine gute Entlüftung und Harzfüllung der Form (22) durch ausreichenden Harzzufluß und teilweisen Ilarzabfluß erreicht v/ird.
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.

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4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß mit dem umwickelten Kern (23) 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· Schaufeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hartschaumkern (14) in eine mit Einschnitten (E) versehene Gewebebahn (15) eingev/ickelt ist, wobei deren Enden einander überdecken.
6. Schaufeln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Verlängerung des SchaufelfuQes (14 a) Rippen (18 a) in das Schaufelblatt hineinlaufen und daß der Bereich des Schaufelfußes (14 a) 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 1b) entstandener Schal (19) u-fö'rmig um den Schaufelfuß (14 a) herumgelegt ist und mit beiden Enden in die Schaufeloberfluchen (31, 32) hineinläuft.
8. Schaufel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der

Hart schaumkern (14) von der Unterkante des Schauf elfuß'es (14 a) bis zur Spitze des Hartschaumkernes (14) mehrfach mit Rowings (<:0) umwickelt ist.

Hierzu .<· Blatt Zeichnungen