DE1756735C

DE1756735C - Method and device for the production of rotor blades from fiber-reinforced plastic

Info

Publication number: DE1756735C
Application number: DE19681756735
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing 8190 Weidach Brunsch
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm GmbH, 8000 München
Filing date: 1968-07-04
Publication date: 1973-06-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Rotorblättern aus faserverstärktem Kunststoff mit in Blattlängsrichtung verlaufenden Fasersträngen, die zum Aufbau des Holmes dienen und deren Gesamtheit im Blattwurzelbereich in mindestens zwei Gurte aufgeteilt und schlaufenartig gelegt ist.The invention relates to a method and a device for manufacturing rotor blades Made of fiber-reinforced plastic with fiber strands running in the longitudinal direction of the blade, which make up the structure of the spar and their entirety is divided into at least two belts in the leaf root area and is laid in a loop.

Die Aufteilung aller den Holm bildenden Faserstränge in mehrere Gurte, welche schlanfenartig geformt sind, hat den Vorteil, daß lange und schwere Blattwurzelhülsen (Blattbcschläge) vermieden werden können, weil sie gestattet, die durch die Biegekräfte verursachten Reaktionskräfte in einer materialgerechten Weise aus der Blattwurzel abzunehmen.The division of all the fiber strands forming the spar into several straps, which are shaped like a slender has the advantage that long and heavy leaf root pods (leaf flaps) are avoided can, because it allows the reaction forces caused by the bending forces in a material-appropriate Way to decrease from the leaf root.

Dies wird in befriedigender Weise vor allem dann möglich sein, wenn es gelingt, eine einwandfreie und saubere Positionierung aller Faserstränge über die gesamte Blattlänge zu erreichen.This will be possible in a satisfactory manner above all if it is possible to achieve a faultless and to achieve clean positioning of all fiber strands over the entire length of the blade.

Soweit es sich dabei um die Gestaltung des Rotorblatt-Holmes außerhalb der Gurte handelt, wird die einwandfreie Verlegung der Faserstränge keine Schwierigkeiten bereiten; Probleme treten vielmehr erst im Bereich der Schlaufe bzw. der Blattwurzel auf.As far as the design of the rotor blade spar outside the belts is concerned the flawless laying of the fiber strands does not cause any difficulties; Rather, problems arise only appear in the area of the loop or the leaf root.

Bekanntlich werden Rotorblätter aus faserverstärktem Kunststoff in der Regel in beheizten Preßformen hergestellt, die aus zwei Halbschalen bestehen, welche der oberen und unteren Hälfte des in seiner Mittelebene geteilten Blattes entsprechen.It is known that rotor blades made of fiber-reinforced plastic are usually placed in heated press molds made of two half-shells, which are the upper and lower halves of the in correspond to its central plane divided sheet.

In die Halbschalen werden vor dem Schließen der Form die vorgesehenen und entsprechend vorbereiteten Einzelbestandteile eingelegt. Dabei wird der Holm, soweit er aus Fasersträngen besteht, von außen nach innen verlegt, d. h. die zuerst eingelegten Faserstränge bilden beim fertig ausgehärteten Blatt die äußere Schicht, während es sich bei Formung des Schlaufenbereiches gerade umgekehrt verhält. Hiekommen die zuerst verlegten Faserstränge an der den Aufhängebolzen des Rotorblattes aufnehmenden Hülse zuerst zum Anliegen, d.h. der Aufbau der Schlaufe erfolgt zwangsläufig von innen nach außen. Das hat zur Folge, daß die den Holm und zugleich die Schlaufe bildenden Faserstränge sich im Schlaufenbereich überkreuzen und somit keine Verlegung zulassen, die den dynamisch wechselnden Belastungen des Rotorblattes durch die Momente aus dc-Schwenkbiegung und aus der Schlagbiegung sowie aus den Zentrifugalkräften in ausreichendem Maße gewachsen sind.Before the mold is closed, the intended and appropriately prepared ones are placed in the half-shells Individual components inserted. The spar, as far as it consists of fiber strands, of moved outside to inside, d. H. the fiber strands inserted first form the fully cured sheet the outer layer, while it is the other way around when the loop area is formed. Come here the first laid fiber strands on the one that receives the suspension bolt of the rotor blade The sleeve first comes into contact, i.e. the loop is inevitably built from the inside to the outside. This has the consequence that the fiber strands forming the spar and at the same time the loop are located in the loop area cross over and thus do not allow laying that the dynamically changing loads of the rotor blade by the moments from dc swivel bending and from flapping bending as well as have grown sufficiently from centrifugal forces.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be steht deshalb darin, ein Verfahren anzugeben und eine zur Ausübung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, die eine der optimalen Belastbarkeit von Fasersträngen entsprechende glatte Umlenkung und Verlegung aller zugleich zur Holm- und zur Schlaufenformung dienenden Faserstränge ermöglicht. The object on which the invention is based is therefore to specify a method and to create a device suitable for carrying out this process, which has one of the optimum load-bearing capacities of fiber strands corresponding smooth deflection and laying of all at the same time to the spar and allows fiber strands serving to form loops.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem die in die Preßform eingelegten Faserstränge im Schlaufenbereich aus ihrer weiteren Verlegerichtung abgelenkt und in der Reihenfolge ihrer Verlegung zunächst einzeln von einer kammartigen Hilfshalterung gehalten werden, und daß sie dann von dieser gelöst und in umgekehrter Reihenfolge, beginnend mit dem zuletzt in Holmlänge verlegten Faserstrang, um die zur Aufnahme des Blattbefestigungsbolzens dienende Hülse geschlungen und, zum Holm zurückgeführt, mit den bereits eingelegten Fasersträngen des Holmes verklebt werden.According to the invention, this object is achieved by a method in which the in the mold inserted fiber strands in the loop area deflected from their further laying direction and in are initially held individually by a comb-like auxiliary bracket in the order in which they are laid, and that they are then detached from this and in reverse order, starting with the last in The length of the fiber strand laid around the sleeve that is used to hold the blade fastening bolt looped and, led back to the spar, glued to the already inserted fiber strands of the spar will.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in vorteilhafter Weise die Vermeidung von Unregelmäßigkeiten und der damit verbundenen Nachteile beim Einbringen der Faserstränge und ihr eindeutiges Positionieren im Anschlußbereich der Schlaufen.The method according to the invention advantageously enables irregularities to be avoided and the associated disadvantages when introducing the fiber strands and their clear positioning in the connection area of the loops.

Erfindungsgemäß können ferner zum gleichen Zwecke die für jeden Gurt gesondert hilfsweise aus ihrer Verlegerichtung abgelenkten und gehaltenen Enden der Faserstränge wechselweise zu Schlaufen um die ihnen zugeordneten Bolzenhülsen geschlungen und spitzwinklig zur Blattlängsachse übereinandergelegt mit den Fasersträngen des Holmes verklebt werden.According to the invention can also be used for the same purpose separately for each belt as an alternative Their laying direction deflected and held ends of the fiber strands alternately into loops looped around the bolt sleeves assigned to them and superimposed at an acute angle to the longitudinal axis of the blade be glued to the fiber strands of the spar.

Weiterhin bezieht sich die Frfindung auf eine zur Ausübung des genannten Verfahrens geeignete, einfach zu bedienende und nur wenig aufwendige Hilfsvorrichtung, die darin besteht, daß mit der Preßform für das Rotorblatt ein eine Ablenkfläche aufweisendes Einschubteil lösbar verbunden ist, welches die Enden der Faserstränge zu der kammartigen Hilfshalterung hinlenkt.Furthermore, the discovery relates to a Carrying out the above-mentioned procedure suitable, easy-to-use and little expensive auxiliary device, which consists in that with the compression mold for the rotor blade a having a deflecting surface Insert part is releasably connected, which the ends of the fiber strands to the comb-like auxiliary holder steers.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand einer Vorrichtung erläutert.The method according to the invention is explained using a device.

Die Zeichnung zeigt in vereinfachter DarstellungThe drawing shows a simplified representation

den Schlaufenbereich einer Rotor'-latt-Preßformhälfte 1, in welcher eine der Rotorblatthälften aufgebaut wird. Die Gesamtheit der Faserstränge im Blattwurzelbereich ist hierbei in zwei Gurte 2 und 3 aufgeteilt. Die Gurte 2,3 sind um die in der Preßform 1 festgelegten Hv!sen4,5 zu formen, welche zur Aufnahme nicht dargestellter Blattaufhängebolzen am Rotorkopf dienen. Als Stützkörper sind der Schaumstoffkern 6 und die an die Hülsen angrenzenden Schaumstoffkeile 7,8 in die Preßform eingelegt.the loop area of a Rotor'-latt press mold half 1, in which one of the rotor blade halves is built. The entirety of the fiber strands in the leaf root area is divided into two belts 2 and 3. The belts 2, 3 are around those in the mold 1 specified Hv! sen4,5 to form which for inclusion Blade suspension bolts, not shown, are used on the rotor head. The foam core is used as a support body 6 and the foam wedges 7, 8 adjoining the sleeves are inserted into the mold.

Die von der nicht dargestellten Blattspitze ab über die Holmlänge in Richtung der Schlaufen m die Form eingelegten Faserstränge 9 verlaufen im Holmteil im wesentlichen geradlinig, wobei die zuerst eingelegte unterste Schicht der Faserstränge beim fenigen Rotorblatt die äußere Schicht bildet. Um an den Übergängen vom Holmteil zum Schlaufenbereich ein überkreuzen bzw. eine unsaubere und unglatte Positionierung der Faserstränge zu vermeiden und zu erreichen, daß die gleichen Faserstränge, die im Holm- ao teil an der Außenseite des Blattes liegen, auch die Außenseite der Schlaufe bi'den, ist eine Hilfsvorrichtung vorgesehen. In der Zeichnung ist ein Beispiel veranschaulicht. An jeder Seite der Preßformhalbschale 1 ist je ein Einschubteil 10 bzw. 11 angeord- net an welchen die Faserstränge :n der Reihenfolge üirer Verlegung im Holmteil angelegt und zw.schen ZhTken von kammartigen, in Verlängerung der Preßformhälite 1 seitlich hinter diesen angeordneten Haltevorrichtungen 12,13 ^geklemmt-erden^D. Befestieune der Faserstränge an den Zinken der MalteFrom the blade tip, not shown, over the spar length in the direction of the loops m the Form inserted fiber strands 9 run in the spar part essentially in a straight line, the first inserted The bottom layer of the fiber strands in the fenigen rotor blade forms the outer layer. To get to the Crossing transitions from the stile part to the loop area or an unclean and uneven positioning to avoid the fiber strands and to achieve that the same fiber strands that in the Holm- ao part on the outside of the sheet, also tie the outside of the loop, is an auxiliary device intended. An example is shown in the drawing. On each side of the mold half-shell 1, an insert part 10 or 11 is arranged. net to which the fiber strands: laid in the order in which they were laid in the stile part and between ZhTken of comb-like, in extension of the Preßformhälite 1 laterally behind these holding devices arranged 12,13 ^ clamped-earth ^ D. Fastening the fiber strands on the prongs of the Malte

wHungen geschieht in der Reihenfolge α, vorncntunge j, ^^ _{durch emep} wHungen happens in the order α, vorcntunge j, ^^ _{by emep}

"wiscien'je zwei Zinken eingeführten Klemmkeü IS festgeklemmt. Ihre Befestigung kann aber^uch m anderer geeigneter Weise vorgenommen werden."wiscien'je two prongs introduced terminal block IS clamped. Their attachment can also m other appropriate means.

Sind alle für den Aufbau des Holmteües erforderten Faserstrange eingelegt und an den ^vorrichtungen 12, 13 befestigt, so erfolgt ihre Umlen-Sg"25die Hülsen4 undS in der umgekehrten una wecSden Reihenfolge, d.h. beginnend nut den zuletzt eingelegten Strängen ζ, ζ ; y, y , x, * "^ · nS dem Umfenken werden die in Holmnchtung zurückgeführten Faserstränge auf Desüion u. ^ mit dem Holm verklebt. Die EinschubtedelO und Ii werden hiernach entfernt und durch andere mcht dargestellte Einschübe ersetzt, welche die Konturen der gestrichelten Linie 14 aufweisen und dem an dieser Stelle in die Form 1 eingelegten Matenalvolumen entsprechen.Once all of the fiber strands required for assembling the spar structure have been inserted and attached to the devices 12, 13, they are wrapped around the sleeves 4 and 5 in the reverse and reversed order, ie starting with the strands last inserted ζ, ζ ; y, y, x, * "^ · nS the Umfenken, the fiber strands returned in the Holmnchtung are glued to Desüion u. ^ with the spar. The insertions O and Ii are then removed and replaced by other insertions, not shown, which have the contours of the dashed line 14 and correspond to the material volume placed in the mold 1 at this point.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

i 756 claims:

1. Process for the production of rotor blades made of fiber-reinforced plastic with in the longitudinal direction of the blades running fiber strands that are used to build the spar and their entirety Divided into at least two belts in the leaf root area and laid in loops is, characterized in that the inserted into the mold fiber strands in Loop area diverted from its further laying direction and in the order in which it was laid are initially held individually by a comb-like Hilfshalteremng, and that they then detached from this and in reverse order, starting with the last one in spar length laid fiber strand, wrapped around the sleeve serving to hold the blade fastening bolt and, led back to the spar, with the already inserted fiber strands of the spar be glued.

2. The method according to claim 1, characterized in that the separately for each belt alternatively deflected and held ends of the fiber strands alternately from their laying direction looped around the bolt sleeves assigned to them and at an acute angle to the The longitudinal axis of the blade is superimposed and glued to the fiber strands of the spar.

3. Device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized in that that with the mold (1) for the rotor blade an insert part having a deflecting surface (10, 11) is releasably connected, which the ends of the fiber strands (9) to the comb-like Auxiliary support (12,13) steers.