DE1779433A1 - Verbundbaukoerper mit tragfluegelartiger Gestaltung aus faserverstaerktem Kunststoff sowie Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung - Google Patents

Verbundbaukoerper mit tragfluegelartiger Gestaltung aus faserverstaerktem Kunststoff sowie Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung

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Description

Ottobrunn, den 1. August 1968 SX 2 dN/ja BP 750
Verbundbaukörper mit tragflügelartiger Gestaltung aus faserverstärktem Kunststoff sowie Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Herstellung '
Die Erfindung betrifft einen Verbundbaukörper mit tragflügelartiger Gestaltung aus faserverstärktem Kunststoff, insbesondere ein Rotorblatt für Drehflügelflugzeuge/ bestehend aus einer äußeren aus harzgetränkten Geweben (Laminat) gebildeten Schale, welche faserverstärkte, verwindungssteife sowie andere, z.B. stützende Einlagen umschließt und einen Anschlußflansch zum Festlegen des Verbundbaukörpers an einem Träger aufweist. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines solchen Verbundbaukörpers unter Verwendung eines mehrteiligen Preßwerkzeuges, in dessen
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Formmulden die Bestandteile des Verbundbaukörpers eingelegt und während der Aushärtung des Kunststoffes zusammengepreßt werden.
Bei der Herstellung von Verbundbaukörpern der in Rede stehenden Art sind bisher die Deckschichten von Hand im Kontaktverfahren in die Formmulden einlaminiert worden, worauf Verstärkungsstränge, z.B. ein Holm o.dgl., durch Naß in Naß-Verklebung aus einzelnen Rovings in der Formmulde ebenfalls von Hand im Kontaktverfahren mit einer Spachtel nach einer Schablone aufgebaut und laminiert wurden. Zur zufriedenstellenden Durchführung dieser Arbeiten sind erfahrungsgemäß nur Teams aufeinander eingearbeiteter Fachkräfte in der Lage, und der unerwartete Ausfall eines Angehörigen eines solchen Teams hat regelmäßig Verzögerungen des Arbeitsablaufes o.a. zur Folge. Aber auch bei vorbildlicher Zusammenarbeit aller Teammitglieder sind Gewichts- o.a. nachteilige Abweichungen der Baukörper voneinander bei der Fertigung einer Serie gleichdimensionierter Baukörper der eingangs genannten Art nicht vermeidbar. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, daß die menschliche Arbeitsleistung ständigen Schwankungen unterworfen ist, die durch äußere Einflüsse oder durch unkontrollierbare Vorgänge hervorgerufen werden. Auch ist der Zeitbed&rf bei der Herstellung solcher faserverstärkter Kunststoffbauteile allgemein sehr groß, insbesondere sind für die Formbelegung beträchtliche Arbeitszeiten in Ansatz zu bringen. So nimmt z.B. das Aufbauen der Verstärkungsstränge
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bzw» des Holmes aus einzelnen Rovings viel Zeit in Anspruch, während der die kostspielige Preßform belegt und für anderweitigen Einsatz blockiert ist. All das steht einer wirtschaftliehen Produktion vor allem bei der Serienherstellung im Wege.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, die Herstellung von Verbundbaukörpern der genannten Art von der bisher starken Abhängigkeit von der schwankenden menschlichen Arbeitsleistung zu befreien und den Zeitaufwand für das Laminieren der Deckhaut und der übrigen Teile aus verstärkten Kunststoffen zu reduzieren. Zugleich soll bei Erhaltung der erforderlichen Qualitätskonstanz eine gute Handhabungsmöglichkeit von außerhalb der Form hergestellten, aus zum Teil großflächigen/harsg^tränkten..Geweben bestehenden nassen Laminaten aufgezeigt werden'o-
Eine Lösung der Erfindungsaufgabe ist darin zu sehen, daß die zur Schalenbildung und'die als faserverstärkte Einlagen dienenden Gewebeschichten gewickelt sind, und zwar werden erfindungsgemäß die aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Einzelteile des Verbundbaukörpers nach dem an sich bekannten Wickelverfahren (Filament winding) auf mit einer Trennmittelschicht (Folie) belegten Wickeldomen vorgefertigt, wobei der Verstärkungsfaden so geführt ist, daS die Orientierung der Fasern oder Stränge je nach Richtung der im Betrieb auftretenden Hauptbeanspruchungsriehtung gegebenenfalls unterschiedlich verläuft.
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Nach dem Abheben von den Wickeldornen werden die Laminate unter Benutzung der Trennmittelschicht (Folie) als Träger in die Preßformmulden unter Zugabe weiteren härtbaren Harzfüllmaterials in nassem oder vorgehärtetem Zustand eingelegt und in bekannter Weise bis zur völligen Aushärtung gepreßt.
Das Abheben der Trennmittelschicht mit dem daran haftenden Laminat kann in bekannter Weise so erfolgen, daß der gewickelte Hohlzylinder durch einen oder mehrere achsparallele Trennschnitte in eine oder mehrere Gewebematten zerlegt und vom Dorn abgehoben wird. Die abgehobenen Teile werden dann z.B. als Deckhaut für den Verbundbaukörper gemäß der Erfindung verwendet. Das Größenverhältnis zwischen diesen Deckhautteilen und dem Wickeldorn ist dabei von sekundärer Bedeutung. Es können beim erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Wicklung eine oder mehrere Deckhäute hergestellt und anschließend zugeschnitten werden.
Es ist ein aus faserverstärkten Kunststoffschalen bestehender Trag- oder Antriebsflügel bekannt geworden, bei dem eine tragende Schale aus in Längsrichtung des Flügels nebeneinander angeordneten Strängen aus in Kunststoff eingebetteten Fasern besteht. Dieser bekannte Baukörper wird in der konventionellen Weise in einer Preßform aufgebaut (DAS 1 045 810). Die Nachteile dieser Verfahrensweise wurde bereits oben geschildert.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die gewickelten Einzelbestandteile
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für eine Serie von Baukörpern untereinander gleich sind. Die Fertigung der Laminate wird nicht mehr wie bisher von schwer kontrollierbaren und schwankenden Faktoren, wie der menschlichen Arbeitskraft, beeinflußt, sondern erfolgt maschinell, d.h. sie kann gesteuert und genauestens einjustiert werden»
Das führt zu einer wesentlichen Herabsetzung der Fertigungszeiten bzw. zur Einsparung teuerer Facharbeitskräfte. Es eröffnet auch die Möglichkeit, die Zubehörteile unabhängig vom Zeitpunkt ihres Einbaues vorzufertigen und, soweit es sich hierbei um Laminate handelt, in angehärtetem Zustand kurzfristig oder als Prepeg auch längere Zeit zu lagern.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verwendung der auf den Wickeldornen aufliegenden Trennmittelschicht (Folie) erleichtert nicht nur das Abheben der Laminate von den Dornen, es ermöglicht auch den Transport der gegen mechanische Beanspruchung empfindlichen nassen Wickelgewebe und dient schließlich zum Ansaugen oder Andrücken derselben sowohl an die Wandungen der Formmulde als auch an andere Teile, z.B. einen aus Hartschaumstoff bestehenden Stützkern, des Baukörpers.
Weitere maßgebliche Vorteile ergeben sich aus der erfindungsgemäßen Verfahrensweise, nach welcher die Fasern oder Stränge je nach der im Betrieb auftretenden Beanspruchung in unterschiedlichen Richtungen gewickelt werden. So unterliegt ein
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Rotorblatt neben den Zentrifugalbelastungen vor allem Torsionsbeanspruchungen j, die im wesentlichen von der Blatthaut aufgenommen werden und Biegebelastungen, die vor allem die Holmstruktur belasten, und zwar sind die verschieden gearteten Beanspruchungen nicht in allen Querschnittsebenen eines Rotorflügels gleich, sondern sie ändern sich bekanntlich u.a. mit ihrem Abstand von der Blattaufhängung oder mit der Blatt- bzw. Holmbreite oder -dicke. Der erfindungsgemäße Vorschlag, die Fasern bzw. Stränge in wählbarem Winkel zur Winkelrichtung verlaufen zu lassen, ist hervorragend geeignet, diesen Verschiedenartigkeiten Rechnung zu tragen, wobei die Hauptbeanspruchungsrichtung gebührende Berücksichtigung finden kann. Ferner ist es von Vorteil, daß gewickelte Verstärkungsstränge aus faserverstärktem Kunststoff, wenn sie z.B. für die Herstellung des Holmes verwendet werden sollen, nahtlos sind, so daß die im wesentlichen in Richtung der Stränge bzw. Verstärkungsfasern verlaufende Hauptbelastung nicht auf eine Nahtstelle mit niedrigerer Bruchgrenze treffen kann.
Gemäß einem weiteren Vorschlag nach der Erfindung wird die Trennmittelschicht (Folie) bei der Herstellung der Blatthaut, nachdem sie vom Wickeldorn abgehoben und zugeschnitten ist, zusammen mit dem anhaftenden» die Deckhaut bildenden Laminat mittels Vakuum an die Wandung der Preßform angesaugt und verbindet sich beim Aushärten des Preßlings unlösbar mit dem Laminat. Sie dient dann als äußere Schutzschicht anstelle eines
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Anstriches und bleibt auf der Deckhaut. Man kann aber auch die Trennmittelschicht (Folie) vom Deckhautlaminat abziehen, wenn der Laminatfolienverband mit der Folienseite zur Preßformtrennebene in die Formmulde eingelegt wurde und anschließend das Anpressen oder Ansaugen des Laminates unmittelbar an die Formmuldenwandung erfolgte.
Bei beiden Verfahrensarten werden unerwünschte Lufteinschlüsse zwischen Formmuldenwandung und Laminat beseitigt und in vorteilhafter Weise wird in beiden Fällen die als Träger des Laminates dienende Folie zum gleichmäßigen Anlegen des Laminates an die Formmuldenwandung benutzt.
Das Wickeln der Deckhaut und des Verstärkungsstranges (Holmes) erfolgt erfindungsgemäß nach dera bekannten 'Factesawiokelverfahren (Filament winding), und zwar mit gleichen oder unterschiedlichen Wickelwinkeln ,Über die Länge der Wickelachse. In manchen Fällen ist es vorteilhaft, das Wickeln mit verschiedenen Arten von Verstärkungsfäden oder -fasern vorzunehmen, sowohl unterschiedlichen Glasfaserarten als auch mit anderen Verstärkungen, z.B. Metallfäden o.dgl., wobei die Wickelwinkel ebenfalls entsprechend der jeweils verwendeten Faserart verschieden gewählt werden können. Auch können die Anteile der Wicklungen mit verschiedenen Steigungswinkeln an der Gesamtlänge des Wickelkörpers ein wählbares Maß haben und variiert werden.
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Vorzugsweise werden zunächst die der Drehachse eines Rotorblattes nahegelegenen Teile der Wickelkörper gefertigt. Zum Beispiel kann durch Anlegen eines provisorischen Wendepunktes auf dem Wickeldorn die Wicklung erst auf einem Teil der Wickellänge erfolgen und dann, z.B. mittels eines Schneidrades abgetrennt werden. Durch anschließendes Verschieben des Wendepunktes auf der Länge des Dornes kann dieser Teil der Wickellänge ein- oder mehrmals vergrößert werden, so daß schließlich ein Wickel-™ körper mit stufenweise sich verringernder Wandstärke entsteht, wobei diese gemäß den Beanspruchungsspitzen über die Länge der Wicklung variiert ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich ferner insbesondere bei der Fertigung des Holmes, dadurch aus, daß durch Einbringen eines flüssigen oder gasförmigen geeigneten Mediums, z.B. von Druckluft, zwischen Wickeldornoberfläche und Trennmittelschicht (Folie) das Laminat aufgeweitet und das Abheben bzw. Abstreifen £ des Wickelkörpers vom Wickeldorn erleichtert wird. Bei langen Wickelkörpern mit relativ geringem Durchmesser ist das besonders vorteilhaft. Die infolge der Aufblähung auftretende geringfügige Aufweitung des Laminates kann bei der Wahl des Wickelwinkels bereits berücksichtigt werden, d.h. der Wickelwinkel ist kleiner zu wählen als der Steigungswinkel beim fertig ausgehärteten Baukörper sein soll.
Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, den hohlzylinderför-
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migen Laminat-Trermmittelschichtverband der gewickelten Verstärkungsstränge (Holm) nach dem Einlegen in die Preßform z.B, mit einem ggf. aufgeheizten Druckmedium zu füllen, aufzuweiten und dadurch das auf seiner Unterlage haftende Laminat an die umgebenden Teile anzupressen. Zu diesem Zwecke dient eine "Vorrichtung, die erfindungsgemäß gekennzeichnet 1st durch einen hohlen Wickeldorn mit düsenartigen Durchbrechungen seiner Mantelfläche, durch welche ein flüssiges oder gasförmiges Medium zwischen Wickeldornoberfläche und aufliegender Trennmittelschicht gepreßt werden kann. Hierdurch können beträchtliche Schwierigkeiten vermieden werden, die bisher darin zu sehen sind, in den Schalenkörper einzubettende, aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Verstärkungsstränge formschlüssig an die Deckhäute und die anderen umliegenden Teile anzupressen. Die Preßfüllung des Folienschlauches ist hierbei gegenüber dem Schließdruck der Preßform abgestimmt.
Im Rahmen der Erfindung liegt ferner die Ausgestaltung des Anschlußbereiches für die Befestigung des ausgehärteten Verbundbaukörpers an einem Träger. Das Anschlußglied wird im wesentlichen als Halbkugel gewickelt, wobei die Kugelkuppe eine von einem wulstartig verdickten Rand umgebene öffnung für den Durchtritt eines z.B. metallischen Verankerungsgliedes aufweist. Durch diese Anordnung wird in vorteilhafter Weise die zeitraubende Verlegung von bisher verwendeten schlaufenartigen Befestigungs-
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gliedern aus Rovings verdrängt.
Gemäß der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, den gewickelten Wulst des Anschlußgliedes aus faserverstärktem Kunststoff von einem auf dessen Außenseite anliegenden, am metallischen Verankerungsglied festgelegten Überwurf-Stützring zu umgeben.
α Schließlich bezieht sieh die Erfindung auf eine Maschine zum Bewickeln eines umlaufenden Domes mit aus faserverstärkten Kunststoffsträngen bestehendem Wickelgut, wobei ein Wickelkopf parallel zur Rotationsachse des Dornes hin- und herbewegt wird. Diese ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Änderung der Geschwindigkeiten der Wickelkopfbewegungen und/oder der Rotation des Dornes, so daß der Steigungswinkel der Wicklungen, vorzugsweise in den Grenzen zwischen 0 und 4-5 Grad, geändert werden kann. Die Anwendung einer solchen Vorrichtung ermöglicht es z.B. bei der Fertigung des Holmteiles, die Verstärkungs-
P stränge auf der Gesamtlänge ihrer Verlegung mit unterschiedlichen Steigungswinkeln anzuordnen, die den Hauptbeanspruchungen des ausgehärteten Baukörpers im Betrieb im wesentlichen entsprechen.
Anhand der Zeichnung sind das erfindungsgemäße Verfahren und Vorrichtungen zu seiner Ausübung sowie ein nach diesen Verfahren hergestelltes Rotorblatt für Drehflügelflugzeuge bei- , spielsweise dargestellt und es zeigen
Figur 1 in schematischer Darstellung das Wickeln des Deckhautlaminates für ein Rotorblatt;
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Figur 2 eine Formmulde mit eingelegter gewickelter Deckhaut und darauf haftender Folie;
Figur 3 eine Formmulde mit im Vergleich zu Figur 2 umgekehrt eingelegtem Laminatfolien-Verband;
Figur A im Schnitt das Schema eines Wickelkernes für die Herstellung des Hdmes;
Figur 5 eine Schnittzeichnung der Blattwurzel und des Blattanschlusses;
Figuren 6 Querschnitte nach den Linien VI-VI und und 7
VII-VII der Figur 5ί
Figur 8 einen Querschnitt durch das fertige Rotorblatt;
Figur 9 in kleinerem Maßstäbe das fertig© Rotorblatt in Draufsicht.
Auf einem rotierenden Wickeldorn 1 ist die Folie 2 aufgebracht, Auf diese wird der Wickelstrang 2, welcher von einem nicht gezeigten Wickelkopf geführt ist, durch stetiges Hin- und Herwandern des Wickelkopfes im Diamond-Wickelprinzip aufgebracht. Das so hergestellte Laminat 4 wird zusammen mit der anhaftenden Folie 2 nach Beendigung des Wickelvorganges in bekannter Weise durch einen oder mehrere Trennschnitte in der Achsrichtung a in eine oder mehrere Deckhautmatten zerlegt und in die Formmulden 5 eingebracht.
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Die Figuren 2 und 3 zeigen je eine Formhälfte. Die spiegelsymmetrisch ausgebildeten Gegenhälften sind nicht dargestellt. Die Oberkante b der gezeigten Formhälfte ist die Trennebene beider Formhälften. Die Folie 2 dient als Träger des ihr anhaftenden Laminates 4. Sie kann, wie es in Figur 2 dargestellt ist, so in die Formmule eingelegt werden, daß das Laminat 4 an der Wandung der Mulde 5 anliegt. Das Laminat wird entweder durch eine z.B. hydraulisch oder pneumatisch arbeitende, nicht gezeigte W Druckvorrichtung oder durch Vakuumwirkung gemäß den Pfeilen c(Fig. 2) an die Formmuldenwand angelegt. Im letzteren Falle durchdringt die Saugwirkung das poröse und gasdurchlässige Laminat 4 und zieht die Folie fest an die Formmuldenwandung heran. Unerwünschte Lufteinschlüsse werden hierbei abgesaugt.
Wie Figur 2 zeigt, ist bei Anwendung eines Vakuums eine Dichtung 6 in der Randzone der Formmulde 5 einzulegen, die einen Luftabschluß zwischen dem eingelegten Laminatfolien-Verband £ 2,4 und der Oberfläche der Formmulde 5 bewirkt.Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt das Vakuum unmittelbar auf die Folie und legt diese mit dem anhaftenden Laminat 4 an die Formmuldenwandung an. Die hier gezeigte Einlegeart, bei der die Laminatseite zur Preßformmittelebene b zeigt, ist immer dann zu wählen, wenn die Folie als äußere Schutzschicht dienen soll und nach Aushärtung des Rotorblattes auf dessen Deckhaut verbleibt.
Figur 4 zeigt im Schnitt den Wickeldorn für <Jen Holm des Rotor-
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:flugeIs. Dieser besteht aus einem metallischen Hohlzylinder mit einem Ansehlußrohr 8 zur Ausübung eines Innendruckes p. In der Mantelfläche 9 des Wickeldornes sind Bohrungen 10 vorgesehen, durch welche das Druckmedium zwischen die aufgelegte Folie 2/und die Mantelfläche 9 eingeführt wird. Auf die auf der Mantelfläche aufgelegte Folie 2?wird nach einem Wickelverfahren, wobei z.B. provisorische Wendeflansche 11, 12 auf dem Wickeldorn" angebracht sind, eine Mehrzahl von stufenartig abgesetzten Wickellagen 13, 14, 15 aufgebracht, und zwar so, daß die Lagen der Stufe 15, die auf der ganzen Holmlänge f aufliegen, die nur einen Teil e der Länge des Holmes einnehmenden Wickellagen 14 überdecken. Beide Wicklungen überdecken die nur den kleineren Abschnitt d der Länge des Wickeldornes einnehmenden Lagen IJ. Die Reihenfolge der Wicklungen ist mit d, e, f angegeben, so daß die durch die kürzeren Wiekellängen entstehenden stufenförmigen Absätze infolge der darüberliegenden in Achsrichtung längeren Wickellagen abgerundet werden. Die einzelnen Wickelabschnitte werden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln gewickelt, z.B. der Abschnitt d mit 45° Steigung, der Abschnitt e mit 30 und der über die gesamte Holmlänge verlaufende Abschnitt f mit 1.5° Steigung. Es kann hierdurch mit einfachen Mitteln eine der jeweiligen Belastung des Holmes im Betriebe angepaßte Wandstärke des Wickelkörpers mit optimalem Faserverlauf erreicht werden. Für die Güte eines Wickelkörpers kann es von Bedeutung sein, daß für den einen oder anderen Abschnitt, z.B. d, e oder f oder auch für ein-
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zelne Wickellagen, z.B. die unterste, unterschiedliehe Verstärkungsfasem, z.B. verschiedene Glassorten oder Metallfasern oder -fäden, gewählt, werden. Dies ist bei der vorbeschriebenen Wickel.weise durchführbar.
Die Figur 5 zeigt einen Schnitt durch das ebenfalls als Wickelkörper hergestellte Anschlußglied 16 des Rotorblattes. Dieses ist auf einem nicht dargestellten Dorn nach einem der an sich bekannten polaren Wickelverfahren hergestellt. Es besteht aus einem sich an den Holm anschließenden und dessen Querschnitt keulenartig vergrößernden, im wesentlichen halbkugeligen Endstück. Dieses weist eine von einem wulstartig verlaufenden Rand 17 begrenzte Durchtrittsöffnung 25 für das metallische Verankerungsglied 18 auf. Das Verankerungsglied 18 ist mittels eines Trägers 19 am nicht dargestellten Rotorkopf angeschlossen. Über dem Randwulst 17 des Anschlußgliedes Io ist ein Überwurf-Haltering 20 angeordnet, der einerseits an dem Ver- ^ ankerungsglied l8 festgelegt ist und andererseits die wulstartige Verdickung 17 des Anschlußgliedes 16 übergreift.
Die Figuren 6 und 7 stellen Querschnitte nach den Linien VI - Vl und VII - VII der Figur 5 dar und zeigen u.a., daß der runde Querschnitt gemäß Figur β in einen ovalen Querschnitt gemäß Figur 7 übergeht. Die Folie 21 in Figur 7 wird als Druckschlauch zum Anpressen des Laminates IJ - 15 mit dem Druck pl an das Deckhautlaminat genutzt. Sie verbleibt
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nach Aushärten der Kunststoffharze im Inneren des Blattes.
Figur 8 zeigt einen Querschnitt durch das fertige Rotorblatt. Der Folienlaminat-Verband 2,4 bildet nach Aushärtung eine harte Sehale, welche den als Wickelkörper mit den Wicklungen Ij5 bis 15 auf der Folie 21 hergestellten Holm und einen aus Hartschaum bestehenden Stützkörper 22, sowie andere nicht gezeigte Bestandteile, wie z.B. die Lage der Sohwereachse des Blattes berichtigende Gewichte o.a., umfaßt. Die über den Formrand, hinausragenden Ränder 2> des Folienlaminat-Verbandes 2,4 werden nach Aushärtung des Blattes abgetrennt.
Figur 9 zeigt ein fertiges Rotorblatt 24 mit den'In. Figur im einzelnen beschriebenen Blafcfcsns-ehlußgliedem« Aus der schematischen Darstellung ist ©rsA.sai·".:^^. ή',.Ζ ^ie Blatthaut mit der außenliegenden Folienseite 2 von ülelDallagen mit unterschiedlichen Steigungswinkeln gebildet wird.
- Patentansprüche ~ 1098 33/0102

Claims (12)

BÖLKOW Gesellschaft Ottobrunn, 6. August 1968 mit beschränkter Haftung Jf» SX2 dN/ja Ottobrunn bei München BP 750 Patentansprüche
1. Verbunclbaukörper mit tragflügelartiger Gestaltung aus faserverstjärktem Kunststoff # insbesondere Rotorblatt ■ für Drehflügelflugzeuge, bestehend aus einer äußeren aus harzgetränkten Geweben (Iiaminat) gebildeten Schale, »reiche fasörverstärkte, verwindungssteife sowie andere, z»B. stützendeEinlagen umschließt und einen Anschlußflansch zum Festlegen desUSerbundbaukÖrpers an einem träger aufweist dadurch g e k e η η ζ el ohne t * daß die zur Schalenbildung und die als faserverstärkte Mniagen dienenden Gewebeschichten (2^* 15 bis 16) ge-
'■-■-■ - - - . -■■"-.---"■■ -- ' ■■ '-*■■*'■ ■
wickelt sind*
%
2. Verfahren zur Herstellung eines Verbundbaukörpers nach Anspruch Ϊ unter Verwendung eines mehrteiligen Formwerkzeuges, in dessen Formmulden äußere Deckhäute, Verstärkungsstrange (Holm), stützende Einlagen sowie Anschlußflansche zum Festlegen des Baukörpera an einem Träger u.a.m. eingelegt Werden, dadurch g e k en η ζ ei c h η e t , daß aus faserverstärktem Kunststoff bestehende Einzelbestandteile (4, IjJ bis 16) des Verbundbaukörpers nach dem an sich
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bekannten' Wickelverfahren auf mit einer Trennmittelschicht (2, 21), z.B. einer Folie, belegten Wickeldornen (1,7) vorgefertigt werden, wobei der Verstärkungsfaden (3) so geführt ist, daß die Orientierung der Pasern oder Stränge je nach Richtung der im Betrieb auftretenden Beanspruchung unterschiedlich verläuft und daß sie nach dem Abheben von den Wiekeldornen unter Benutzung der Trennmittelschicht (Folie) als Träger in die Preßformmulden (5) unter Zugabe weiteren härtbaren Harzflillmaterials in nassem oder vorgehärtetem Zustand eingelegt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die gewickelte, vom Wickelkern abgehobene und zugeschnittene Deckhaut (Laminat) (4) mit der anhaftenden Trennmittelschicht (2) mittels Vakuum (c) an die Wandung der Preßform (5) angesaugt wird und daß diese nach dem Aushärten als äußere Schutzschicht auf der Deckhaut· verbleibt ( Figur 2).
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn.e t , daß das gewickelte, vom Wickelkern abgehobene und zugeschnittene Deckhautlaminat mit anhaftender Trennmittelschicht (4,2) zur Preßformtrennebene (b) weisend, in die Forramuide (5) eingelegt und daß nach Anpressen oder Ansaugen an die Formmuldenwandung diese vom Laminat abgezogen wird (Figur 3).
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5. Verfahren nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickeln auf rotationssyrametrisehen Wickeldornen oder Kernen (1,7) in mehreren Lagen und mit unterschiedlichen Wickelwinkeln erfolgt und über die Länge der Wickelachse verschiedene Wandstärken (15,14,15) des Wickelkörpers hergestellt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wickeln mit verschiedenen Sorten von Verstärkungsfäden oder -fasern, sowohl unterschiedlichen Glasfaserarten als auch z.B. Metallfäden o.dgl., erfolgt, wobei die Wickelwinkel entsprechend der jeweils verwendeten Faserart verschieden gewählt werden können.
7. Verfahren nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daä durch Einbringen eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, z.B. von Druckluft, zwischen Wickeldornoberfläche (9) und Trennmittelschicht (21) (Folie) das Laminat (13,14,15) aufgeweitet und das Abheben des Wickelkörpers vom Wickeldorn (7) erleichtert wird.
8. Verfahren nach Anspruch,2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeich-
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net, daß der hohlzylinderförmige Laminat-Trennmittelschicht-Verband (15,14,15, 21) nach dem Einlegen in die Preßform, z.B. durch ein ggf. aufgeheiztes Druckmedium
aufgeweitet und das Laminat an die umliegenden Teile angepreßt wird.
9. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,
■ ■■ ' ■■' - - ' ■■■..■■■ ; . g e k e η η ζ ei eh η et durch einen holien Wickeldorn (7) mit düsenartigen Durchbrechungen (10) seiner Mantelfläche (9), durch welche ein flüssiges oder gasförmiges Medium zwischen Wickeldornoberfläche und aufliegender Trennmittelschicht (21) gepreßt werden kann.
10. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennze 1 c h η e t , daß der Anschluß-
■■ ■■. '■""■"-■ - ■ ■-■-■ ■■ ■■■■■ " ■-
bereich (l6) für die Befestigung des ausgehärteten Verbundbaukörpers (24) an einem Träger (19) im wesentlichen als Halbkugel gewickelt wird, wobei die Kugelkuppe eine von einem wulstartig geformten Rand (17) umgebene Öffnung (25) für den Durchtritt des Verankerungsgliedes (l8) aufweist,
11. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2 und einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der das Verankerungsglied (18) umgebende, ays faserverstärktem Kunst-
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stoff gewickelte Wulst (17) von einem auf dessen Außenseite anliegenden, am Verankerungsglied festgelegten Stützring (20) umgeben ist.
12. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 2 bis 9, mit einer Maschine zum Bewickeln eines umlaufenden Domes mit aus faserverstärkten Kunststoffsträngen bestehendem Wickelgut, wobei ein Wickelkopf parallel zur Rotationsachse des Domes hin- und herbewegt wird, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Änderung der Geschwindigkeiten der Wickelkopfbewegungen und/oder der Rotation des Domes, so daß der Steigungswinkel der Wicklungen, vorzugsweise in den Grenzen zwischen 0 Grad und 45 Grad geändert werden kann.
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Le e rs ei te
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US3713753A (en) 1973-01-30

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