DD149636A1 - Verfahren zur herstellung eines plastefluegels - Google Patents

Abstract

Das Verfahren ist einsetzbar zur Herstellung von verstaerkten Plastfluegeln mit aerodynamischem Profil. Ziel der Erfindung ist ein Plastfluegel, der den oertlichen und raeumlichen Festigkeitserfordernissen entspricht und mit niedrigen Kosten hergestellt wird. Die Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung eines Plastfluegels, bei dem keine Ueberlappungsstellen auftreten und trotz minimaler Masse des Fluegels hohe Festigkeiten gewaehrleistet werden. Erfindungsgemaesz wird das dadurch erreicht, dasz Fadenmaterial zu einer homogenen, endlos umlaufenden zugtragenden Einlage, die der Fluegelkontur adaequat und mit einem inneren Hohlraum sowie einer Anschluszkonfiguration ausgeruestet ist, vorgefertigt wird, d. zugetragende Einlage dann mit Kunstharzen getraenkt u.vor deren Aushaertung in eine Hohlform eingelegt, dort d.innere Hohlraum mit fluessigen expansiblen aushaertbaren Stoffen aufgefuellt u.d. Ganze in diesem Zustand zu einem Plastfluegel auspolymerisiert wird. Anwendb. in Axialventilatoren,Flugzeugen sowie luftgekuelt. Waermeuebert.

Description

a) Titel der Erfindung·

Verfahren zur"Herstellung eines Plastflügels

k) Anwendungsgebiet der Erfindung

Das Verfahren ist einsetzbar zur Herstellung von verstärkten Plastflügeln mit aerodynamischem Profil, insbesondere für solche mit relativ kleinen Nenndurchmessern und großer Flügelfläche, speziell unter Anwendung von glasfaserverstärktem Plast. Die so gefertigten Plastflügel können an Axialventilatoren, Flugzeugen, Flugmodellen, vorzugsweise aber in luftgekühlten Wärmeübertragern in Chemieanlagen eingesetzt werden.

ο) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für Plastflügel mit zugtragender Einlage werden bokannterweise konfektionierte Zuschnitte entweder aus Glasfasergeweben oder aus Glasfasermatten oder besonders angeordneten Rovingsträngen verwendet. Es ist jedoch auch möglich, die genannten Einlagen miteinander zu kombinieren. Analoge Lösungswege hierzu werden in den Patentschriften DL-PS 100 058, DT-OS 1 628 286 oder in der FR-PS 1 183 J+27 vorgeschlagen.

Die Herstellung der Plastflügel erfolgt entweder manuell durch Umkleiden einer vorgefertigten Kernmatrix mit den zugtragenden Einlagen und Harzen, beziehungsweise durch Auskleiden einer Hilfsforra in gleicher Veise zur Anfertigung von FlUgelhalbschalen oder auch

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durch ein nachträgliches Tränken einer vorgefertigten Ver^tärkungsmatrix verschiedener Zuschnitte mit Harzen. Alle bekannten Verfahren haben gemeinsam, daß trotz des hohen technologischen Aufwandes ein technisch-ökonomisch unbefriedigendes Ergebnis erzielt wird. Der Hauptmangel jener Verfahren ist die Zusammensetzung der Verstärkungsmatrix aus einzelnen Zuschnitten, die an ihren örtlichen tiberlappungsstellen eine Verringerung der Festigkeit in diesem Bereich bei gleichzeitiger Vergrößerung des Querschnittes der Verstärkungsmatrix bewirken und damit die Größe der Flügelmasse ungünstig beeinflussen. Ein anderer Nachteil bei manueller Fertigung der Plastflügel ist die Belastung der Werkstattflache durch toxische Dämpfe und Produkte der Harzmassen.

Bei der Anfertigung der Flügel aus Flügolhalbschalen zeigt sich andererseits, daß die verminderte Festigkeit an den Klebstellen naoh dem Zusammenfügen des Flügels keine ideale Lösung darstellt,

d) Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Plastflügels, das den am Flügel vorherrschenden örtlichen und räumlichen Festigkeitserfordernissen gerecht wird und sich durch eine Fertigung mit minimalem technologischem Aufwand sowie niedrigen Kosten auszeichnet,

e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens, wo die zugtragende Einlage aus einem hergestellt wird, somit Überlappungsstellen mit festigkeitsraindernden Eigenschaften in Wegfall kommen, wobei der Flügel eine minimale Masse aufweisen und der Fertigungsprozeß ohne Belastung der Umwelt duroh toxische Dämpfe ablaufen muß.

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Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß vor der Anfertigung des Plastflügels die zugtragende Einlage aus Faserstoffen in einem Stück zu einem Gestrick oder Gewirk mit den erforderlichen und hinreichenden festigkeitsbestimraenden Materialquersohnitten unter Einhaltung der dem Flügelprofil adäquaten Kontur sowie mit der zum Anschluß des Flügels flUgeltragenden Anschlußkonfiguration vorgefertigt wird.

Anschließend gelangt die so vorgefertigte zugtragende Einlage mit Flügelanschlußkonfiguration, sowie mit Harz vorgetränkt, in eine die negative Kontur des Flügels aufweisende Hohlform, wo danach der von dem Gestrick oder Gewirk freigegebene Hohlraum mit einem expansiblen aushärtbaren Stoff völlig ausgefüllt und so das Gestrick an die Innenwand der Hohlform gedrüokt wird. In der weiteren Folge vollzieht sich dann die Auspolymerisierung einschließlich des eingetragenen expansiblen Mittels.

Als spezielle Variante für die Herstellung von Plastflügeln wird das Einbringen des flüssigen Harzes während der Rotation in die in der Hohlform eingeordnete zugtragende Einlage vorgeschlagen.

Ein anderer Lösungsweg sieht das überstreifen der vorgefertigten zugtragenden Einlage über eine gleichermaßen vorgefertigte Kernraatrix sowie das anschließende Durchtränken der zugtragenden Einlage einschließlich deren Anschlußkonfiguration ohne die zusätzliche Heranziehung einer Hohlform vor.

) AusfOhrungsbeispiel·

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu stellen dar: Fig. 1: Zugtragende Einlage als Gestriok

Fig. 2t Abschnittsweise Vergrößerung der zugtragenden Einlage

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Fig. 3: Anschlußkonfiguration eines Plastflügels im Schnitt

Fig. kl Schnitt durch eine Hohlfortn zur Herstellung eines Plastflügels während des Herstellungsvorgangs

Die in Fig. 1 dargestellte zugtragende Einlage 1 ist beispielsweise auf einem Rundstrickautomat aus einem oder mehreren Glasgarnen in einem Stück gefertigt. Kontur und Abmessung der zugtragenden Einlage 1 sind der Flügelkontur 2 adäquat, wobei der Aufbau der zugtragenden Einlage 1 den Festigkeitsanforderungen dos späteren Plastflügels, wie in Fig. 2 als ausschnittsweise "Vergrößerung h ersichtlioh, entspricht. An der zugtragenden Einlage 1 wird die Anschlußkonfiguration auf dem Rundstrickautomat mit angearbeitet. Falls die Anschlußkonfiguration 3 in dieser Ausführung nicht den Anforderungen zum Anschluß des späteren Plastflügels an die flügeltragonde Einheit, beispielsweise an einen Nabenkörper eines Axiallüfters, entspricht, wird, wie in Fig. 3 verkörpert, die Anschlußkonfiguration 3 der zugtragenden Einlage 1 zwischen einem inneren Ring 5 und einem äußeren Ring 6 in einem Klebspalt 7 niit einem Harz fixiert. Die in Fig. 3 dargestellte Ansohlußkonfiguration 3 des Plastflügels kann unter anderem über ein Gewinde 8 in der flügeltragenden Einheit, z. B. einer Laufradnabe, befestigt werden.

Im nachfolgenden Arbeitsgang wird die gesamte zugtragende Einlage 1 durch Tauchen in ein Harz oder Besprühen, beziehungsweise auf andere Weise mit Harz, gegebenenfalls ein Polyesterharz, getränkt. Das Tränken der zugtragenden Einlage 1 einschließlich der Ansohlußkonfiguration 3 mit Harz kann auch vor dem Aufbau der in Fig. 3 dargestellten Ansohlußkonfiguration 3 erfolgen.

Die Fig, U zeigt eine Momentdarstellung eines Schnittes durch einen Plastflügel während seines Herstellungspro-Kessos. Die harzgetränkte zugtragende Einlage 1 wurde

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in eine zweiteilige Hohlform 10 eingebracht. Anschließend wird durch die Öffnung 9 in Pfeilrichtung ein noch nicht reagierender Polymerschaum 11 in die zugtragende Einlage 1 eingegeben. Der Polymerschaum 11 dehnt sich in der dargestellten Momontaufnähme bereits aus und hat die zugtragende Einlage 1 im Bereich 1 a sohon fest an die Innenwand dor Hohlform 10 gepreßt. Im Bereich 1 b hingegen füllt der Polymerschaum 11 im unmittelbar nachfolgenden Zeitabschnitt ebenfalls den noch verbliebenen Freiraum aus, so daß die zugtragende Einlage 1 mit ihrer gesamten Fläche an der Innenwand der Hohlform 10 fest anliegt. Schließlich ist der PoIymersohaum 11 nach völliger Auskleidung des Hohlraumes gezwungen, duroh die Anschlußkonfiguration 3 auszutreten, sofern die Öffnung 9 nioht aus technischen Gründen, wie zum Erzielen einer höheren Schaumdichte, verschlossen gehalten wird.

Der so fertige, in diesem Falle glasfaserarmierte Plastflügel, kann nunmehr naoh Aushärten der Kernmatrix aus der Hohlform 10 entnommen werden.

An Fig. h seien noch weitere Ausschmückungen des Verfahrens der Flügelherstellung mit der beschriebenen zugtragenden Einlage 1 vorgestellt.

Falls bei dem soeben veranschaulichten Herstellungsverfahren unerwünschte Reaktionen zwischen dem Polyroersohaum 11 und dem Tränkharz der zugtragenden Einlage 1 auftreten sollten, so besteht die Möglichkeit, vor dem Eintrag des Polymerschaumes 11 eine dehnbare Trennfolie einzufügen, die sich zwischen Polymerschaum 11 und die harzgetränkte zugtragende Einlage 1 legt. Weiterhin ist es auch denkbar, an Stelle des Polymerschaumes 11 eine hohle dehnbare sackförmige Stützmatrix, zum Beispiel eine Gumroiblase, einzubringen, die zum Zwecke des Anpressens der zugtragenden Einlage 1 an die Innenwand dar Hohlform 10 mit einem Gas oder einer Flüssigkeit gefüllt und nach Aushärtung der verstärkten Flügelhülle wieder entfernt wird.

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In einer anderen Variante wurde auf die Stützmatrix ganz verzichtet, indem die Flügelforra einschließlich die harsgetränkte zugtrageode Einlage 1 um die in Pfeilrichtung vorhandene Längsachse bis zur Aushärtung der verstärkten Flügelhülle in sohneile Rotation versetzt wird. So entsteht gleichermaßen ein Hohlflügel. Die Harztränkung der zugtragenden Einlage 1 kann auch erst während dieser Rotation vorgenommen werden, wobei das Tränkharz¹ mittels eines Sprühkopfes durch die Öffnung 9 gelangt. Bei Auffüllung des Hohlraumes der zugtragenden Einlage 1 kann die Luft oder überschüssiges Harz durch eine oder mehrere in der Hohlform 10 angebrachten Entlüftungsbohrungen 12 entweichen. Es ist jedoch auch möglich, unter Vakuum den Polymer— schaum 11 in den Hohlraum der Hohlform 10 einzugeben, wobei in diesem Fall die harzgetränkte zugtragende Einlage 1 zuvor in den Hohlraum eingefügt werden muß. Eine spezielle Anwendungsforra sieht vor, in der Hohlform 10 die Stützmatrix vorzufertigcn und über diese ausgehärtete Stützmatrix die zugtragende Einlage 1 zu ziehen. Das kann sich dann als sinnvoll erweisen, wenn die Anschlußkonfiguration 3 über die gesamte Längsausdehnung des Flügelprofils, wie bei der Herstellung eines Flugmodellflügels notwendig, verläuft. Anschließend wird die zugtragende Einlage 1 auf ihrer Oberfläche mit Harz durchtränkt, ohne daß dor zukünftige Plastflügel nochmals in die Hohlform 10 eingelegt werden muß. Die Durchtränkung der Anschlußkonfiguration kann hier gegebenenfalls auch unterbleiben und erst mit dem Befestigen an die flügeltragende Einheit, wie an den Nabenkörper eines Axiallüfters, erfolgen.

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Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß trotz einer minimalen Masse des Plastflügels hohe Festigkeiten zugesagt werden, da die bisher bei analogen Ausführungen dieser Art vorliegenden Überlappungsstellen in Wegfall kommen.

Das Verfahren bringt wesentliche Kosteneinsparungen und garantiert eine Anfertigung der Plastflügel ohne eine Belastung der Umwelt durch toxisohe Dämpfe.

Claims (3)

1. -8- 21 962 6

   Erfindungsanspruch

   1. Verfahren zur Herstellung· eines Plastflügels, wobei eine vorgefertigte Kernmatrix mit einer zugtragenden Einlage umwickelt und anschließend mit Kunstharzen getränkt wird, gekennzeichnet dadurch, daß natürliches oder synthetisches Fadenmaterial zu einer homogenen, endlos umlaufenden sowie mit Flügelkontur einschließlich Anschlußkonfiguration und mit innerem Hohlraum versehenen zugtragenden Einlage in einem vorgefertigt wird, die so entstandene einteilige zugtragende Einlage mit flüssigen Harzen getränkt und vor deren Aushärtung in die mit negativer Flügelkontur ausgestattete geteilte Hohlform eingelegt, anschließend der innere Hohlraum mit expandierenden flüssigen aushärtbaren Stoffen bis zur völligen Flächenidentität von zugtragender Einlage mit der negativen Flügelkontur der Hohlfonn schrittweise aufgefüllt und das Ganze in diesem Zustand zum kompletton Plastflügel auspolymerisiert wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung eines Plastflügels nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zugtragende Einlage durch Variation der Struktur oder durch Variation der Stärke oder Festigkeit des Fadenmaterial» oder durch Schichtung mehrerer einteiliger unterschiedlich gestalteter zugtragender Einlagen ineinander oder durch Kombination mehrerer dieser Variationsmöglichkeiten entsprechend der im Plastflügel auftretenden Kräftekonfigurationen nicht homogen gefertigt wird.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Plastflügels nac Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die flüs.-i expansiblen aushärtbaren Stoffe erst während de; Rotation der Hohlform in diese eingegeben werdt-r.

   k. Verfahren zur Herstellung eines PiastflügeIs ιπ.ι Punkt 1 , gekennzeichnet dadurch, daß in dor Höh form die Stützmatrix mit flüssigen expansibler, aushärtbaren Stoffen separat vorgefertigt, dann.«·· die gesondert hergestellte zugtragende EinIa₁".< idiese gezogen und der so entstandene Plastf 1 üt¹,«" j anschließend mit Kunstharzen oder anderen aushi-r baren Stoffen getränkt sowie auspolynierisior t v.i

   5« Verfahren zur Herstellung eines Piastflüge 1s na Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den inij< Hohlraum der in die Hohlform eingelegten g^irri!;:: zugtragenden Einlage vor dessen Auffülluni; cjm reaktionsdämpf endem sowie auspolynierisier ( cü> M , rial bestehende Zwischenschicht eingeordnet vi r

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