DE1264266B

DE1264266B - Verfahren zum Herstellen von Rotorblaettern aus glasfaserverstaerktem Kunststoff

Info

Publication number: DE1264266B
Application number: DEB71343A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Horst Stoecker
Original assignee: Boelkow GmbH
Current assignee: Boelkow GmbH
Priority date: 1963-03-29
Filing date: 1963-03-29
Publication date: 1968-03-21
Also published as: GB1047734A; US3219123A

Description

Verfahren zum Herstellen von Rotorblättern aus glasfaserverstärktem Kunststoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rotorblättern aus glasfaserverstärktem Kunststoff in Schalenbauweise mit einem starren Vorderkantenteil aus in Blattlängsrichtung verlaufenden Glasfasersträngen und mit die Profilaußenhaut bildenden Deckplatten aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe und einem Hinteraufbau mit einem sich über die gesamte Blattlänge erstreckenden, an den Innenseiten der Deckplatten befestigten, wellenförmigen Versteifungselement.
Es sind bereits Propeller mit Versteifungselementen bekannt, die an der Ober- und Unterseite des Blattes liegen. Den Versteifungselementen kommt die Aufgabe zu, die am Blatt angreifenden Zugkräfte aufzunehmen. Daneben bieten die Versteifungselemente, die praktisch als Holmgurte anzusehen sind, in bezug auf Flügeltiefe und -dicke eine günstige Befestigungsmöglichkeit für die Außenhaut, deren Formgebung im wesentlichen durch die an den Versteifungselementen befestigten Rippen festgelegt ist.
Abgesehen davon, daß es sich bei dem vorstehend genannten Propeller um einen Metallpropeller handelt, besitzen diese bekannten Propeller den Nachteil einer geringen Biegesteifigkeit der Haut. Außerdem ist auch der Hinteraufbau derartiger Propeller nur in beschränktem Maße torsions- und beulsteif.
Es sind ferner Metallstreben für Flugzeuge bekannt, bei denen der Strebenhinteraufbau aus sich über die gesamte Blattlänge erstreckenden, wellenförmigen Versteifungselementen besteht, deren Wellen in Längsrichtung der Strebe gerichtet sind. Abgesehen von den vorerwähnten Teilmerkmalen besitzt indessen die Strebe sowohl hinsichtlich ihres weiteren Aufbaues als auch hinsichtlich des verwendeten Werkstoffes mit dem eingangs erwähnten Rotorblatt keinerlei Übereinstimmung.
Bei Bauweisen mit glasfaserverstärktem Kunststoff ist es allgemein bekannt, kunststoffgetränktes Glasfasergewebe und auch Glasfaserstränge in zur Formgebung geeignete Formteile einzulegen. Das Glasfasergewebe wird dabei stets mit unter 450 zur Hauptbeanspruchungsrichtung verlaufenden Fasern eingelegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mittels welchem der Blatthinteraufbau eines Rotorblattes der eingangs genannten Art bei technisch einfacher Herstellung eine besonders hohle Torsions-und Beulsteifigkeit erhält.
Diese Aufgabe läßt sich durch folgende, nacheinander auszuführende Verfahrensschritte lösen: a) Jede der die Profilaußenhaut bildenden Deckplatten aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe wird in das zugehörige Formteil eingelegt. b) Auf die Deckplatten wird je ein einstückiges, wellenförmiges, der Blattlänge und Profilform im rückwärtigen Blatteil angepaßtes Versteifungselement aus vorgefertigtem und ausgehärtetem, kunststoffgetränktem Glasfasergewebe aufgelegt. c) Einlegen bzw. Anbringen von Anschlußbeschlägen. d) Einlegen von kunststoffgetränkten Glasfasersträngen zur Ausbildung des Blattvorderkantenteils in einer der Blattmassenverteilung entsprechenden Anzahl und Anordnung. e) Auflegen eines kunststoffgetränkten Glasfasergewebebandes auf die an den Wellenkämmen ausgebildete, nach innen gerichtete Verbindungsfiäche des Versteifungselements. f) Auflegen eines kunststoffgetränkten Glasfaserstranges auf die Blatthinterkante einer Halbschale. g) Zusammenfügen der beiden Formteile, Verkleben der Blatthälften und Aushärten des Blattes in den beiden Formteilen.
Durch den Verfahrensschritt e) ist sichergestellt, daß auch die vorgefertigten Versteifungselemente beim Zusammenfügen der beiden Formteile miteinander verklebt werden. Durch den Verfahrensschritt f) wird eine sauber ausgebildete, fugenfreie Blatthinterkante erreicht.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann zur Erhöhung der Beulsteifigkeit und Verhinderung eines Ablösens der Versteifungselemente von den Deckplatten zwischen den Verfahrensschritten b) und g) in eines der Formteile auf die am Versteifungselement vorgesehenen Verbindungsfiächen ein sich in Längsrichtung des Blattes erstreckendes und sich an den einander gegenüberliegenden Verbindungsflächen abstützendes vorgefertigtes Stegbauteil aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe aufgesetzt werden.
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß zwischen den Verfahrensschritten d) und g) mindestens in ein Formteil zwischen die Glasfaserstränge um Vorderkantenteil Bleistränge als Auswuchtgewichte eingelegt werden.
An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren nachstehend an einem Beispiel erläutert.
Die Figur zeigt in einer perspektivischen Teilansicht und im Schnitt die beiden Formteile 3 und 4, in welchen -die beiden Halbschalen 1 und 2 des Rotorblattes in fertiggestelltem Zustand vor dem Zusammenfügen der Formteile 3 und 4 gezeigt sind.
Die- Herstellung des -Rotorblattes erfolgt auf folgende Weise.
Jede der die Profilaußenhaut bildenden Deckplatten bzw. 6 aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe wird in das zugehörige Formteil 3 bzw. 4 eingelegt. Auf die Deckplatten 5 bzw. 6 wird sodann je ein einstückiges, wellenförmiges und der Blattlänge und Profilform im rückwärtigen Blatteil angepaßtes Versteifungselement 7 bzw. 8 mit seinen Wellen 7 c bzw. 8 c aus vorgefertigtem und ausgehärtetem, kunststoffgetränktem Glasfasergewebe aufgelegt und mit der Außenhaut in bekannter Weise verklebt.
Zur Ausbildung des Blattvorderkautenteils werden in dessen Bereich auf die Deckplatten 5 und 6 kunststoffgetränkte Glasfaserstränge 9 und 10 in einer der Blattfasermassenverteilung entsprechenden Anzahl und Anordnung aufgelegt.
Vor dem Auflegen dieser Glasfaserstränge9, 10 bzw. während dieses Verfahrensstadiums können nicht dargestellte Beschläge zum Anschließen des Rotorblattes am Rotorkopf angebracht und z. B. mit den Strängen in bekannter Weise verbunden werden.
Es können auch Zusatzgewichte zur Erzielung einer bestimmten Schwerpunktlage angeordnet werden. In der Figur ist zu diesem Zweck zwischen den Strängen 9 der unteren Halbschale 1 ein Bleistraug 13 eingelegt.
Bevor die beiden soweit vorbereiteten Rotorblatthalbschalen 1 und 2 zusammengefügt werden, wird auf die nach innen gerichtete Verbindungsfiäche 7 a des Versteifuugselements 7 ein kunststoffgetränktes Glasfas ergewebeband 11 aufgelegt. Zusätzlich wird an der Hinterkante der Halbschale 1 ein kunststoffgetränkter Glasfaserstrang 14, der sich in Blattlängsrichtung erstreckt, aufgelegt.
Auf die am Versteifungselement 7 vorgesehenen Verbindungsfiächen 7 b wird ein sich in Längsrichtung des Blattes erstreckendes, vorgefertigtes Stegbauteil 12 - z. B. als U-Profil - aus kunststoffge- -tränktem Glasfasergewebe aufgesetzt. Das Stegbauteil ist dabei so bemessen, daß sich die freien Schenkel des U-Profils nach dem Schließen der Formteile 3, 4 an den einander gegenüberliegenden Verbindungsflächen 7b und 8 b abstützen.
Sodann werden die beiden Formteile 3, 4 zusammengefügt, die Halbschalen 1, 2 miteinander verklebt und in einem anschließenden Trocknungsprozeß mit oder ohne Wärmezufuhr in der Form ausgehärtet.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Rotorblättern aus glasfaserverstärktem Kunststoff in Schalenbauweise mit einem starren Vorderkantenteil aus in Blattlängsrichtung verlaufenden Glasfasersträngen und mit die Profilaußenhaut bildenden Deckplatten aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe und einem Hinteraufbau mit einem einstückig ausgebildeten und sich über die gesamte Blattlänge erstreckenden, an den Innenseiten der Deckplatten befestigten, wellenförmigen Versteifungselement, gekennzeichnet durch folgende nacheinander - auszuftthrende Verfahrensschritte: a) Jede der die Profilaußenhaut bildenden Deckplatten (5 bzw. 6) aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe wird in das zugehörige Formteil (3 bzw. 4) eingelegt. b) Auf die Deckplatten (5 bzw. 6) wird je ein einstückiges, wellenförmiges, der Blattlänge und Profilform im rückwärtigen Blatteil angepaßtes Versteifungselement (7 bzw. 8) aus vorgefertigtem und ausgehärtetem, kunststoffgetränktem Glasfasergewebe aufgelegt. c) Einlegen bzw. Anbringen von Anschlußbeschlägen. d) Einlegen von kunststoffgetränkten Glasfasersträngen (9 bzw. 10) zur Ausbildung des Blattvorderkantenteils in einer der Blattmassenverteilung entsprechenden Anzahl und Anordnung. e) Auflegen eines kunststoffgetränkten Glasfasergewebebandes (11) auf die an den Wellenkämmen ausgebildete, nach innen gerichtete Verbindungsfläche (7a) des Versteifungselements (7). f) Auflegen eines kunststoffgetränkten Glasfaserstranges (14) auf die Blatthinterkante einer Halbschale (1). g) Zusammenfügen der beiden Formteile (3 und 4), Verkleben der Blatthälften (Halbschalen 1 und 2) und Aushärten des Blattes in den beiden Formteilen (3, 4).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verfahrensschritten b) und g) in einem der Formteile (3) auf die am Versteifungselement (7) vorgesehenen Verbindungsflächen (7b) ein sich in Längsrichtung des Blattes erstreckendes und sich an den einander gegenüberliegenden Verbindungsflächen (7b und 8 b) abstützendes, vorgefertigtes Stegbauteil (12) aus kunststoffgetränktem Glasfasergewebe aufgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verfahrensschritten d) und g) mindestens in ein Formteil (3) zwischen die Glasfaserstränge (9) am Vorderkantenteil Bleistränge (13) als Auswuchtgewichte eingelegt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1216 378; USA.-Patentschrift Nr. 1 364 538.