DE2015299A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Gegenstandes - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Gegenstandes

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Jack Tanley; Middleton Henry Edward Derby; Derbyshire Palfreyman (Großbritannien). P B29d 3-02
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Description

PATENTANWÄLTE : .
DIPL-ING. CURT WALLACH DIPL.-ING. GONTHERKOCH 2015 299 DR. TINO HAIBACH
8 MÜNCHEN 2, jjl , fflHrz 1970
UNSER ZEICHEN: ]_2 568 -
Rolls-Royce Limited, Derby, Derbyshire, England
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines faserverstärkten Gegenstandes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von faserverstärkten Gegenständen und insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Herstellung von faserverstärkten, stromlinienförmig gestalteten Schaufeln für Strömungsmaschinen, z.B. für ein Gasturbinenstrahltriebwerk.
Der Ausdruck "Schaufel" ist dabei im weitesten Sinne zu verstehenund soll auch Leitschaufeln u.dgl. umfassen.
Gemäß der Erfindung wird das Verfahren zur Herstellung von faserverstärkten Gegenständen in der Weise durchgeführt, daß mehrere Schichten formbaren Materials benachbart zueinander, jedoch im gegenseitigen Abstand angeordnet werden und daß Stromungsmittelstrahlen benutzt werden, um Fasermaterial zwischen die Schichten zu bringen,und daß dann die Schichten und das Faserstoffmaterial zusammengeformt werden, um den Gegenstand herzustellen.
009841/1695
Die Schichten sind vorzugsweise durch Pasern verstärkt, die sich senkrecht zu den Fasern des Fasermaterials erstrecken, das durch die Strömungsmittelstrahlen eingeführt wird. Außerdem können vor dem Formen weitere Pasern eingeführt werden, die sich senkrecht zu jenen der Schichtungen erstrecken und ebenfalls senkrecht zu den Pasern des Faserstoffmaterials.
Diese weiteren Pasern können durch die Schichten mittels Nadeln eingeführt werden.
Die Schichten können während der Einführung des Faserstoffmaterials und der weiteren Pasern an einem Träger aufgehängt werden.
Das Paserstoffmaterial kann erforderlichenfalls voneinander entgegengesetzt liegenden Seiten der Schichten eingeführt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Herstellung faserverstärkter Gegenstände und diese weist nach der Erfindung eine Tragvorrichtung für eine Mehrzahl von Schichten aus formbarem Material auf, derart, da3 diese benachbart zueinander, jedoch im Abstand zueinander angeordnet sind, wobei eine Vielzahl von Strömungsmittelstrahlen vorgesehen ist, um Paserstoffmaterial zwischen die Schichtenpaare einzuführen, wobei der Träger zwischen den Teilen einer Form angeordnet ist, die geschlossen werden kann, um die Formgebung der Schichtenkörper und des Paserstoffmaterials zwecks Herstellung des Gegenstandes zu bewirken.
Außerdem umfaßt die Erfindung faserverstärkte Gegenstände, die nach dem obigen Verfahren hergestellt sind oder durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bearbeitet wurden.
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Die Figuren 1 und 2 der Zeichnung
009841/1695
zeigen sehematische Darstellungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht bzw. Seitenansicht.
Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung zur Herstellung faserverstärkter Kompressorrotorschaufeln für ein Gasturbinenstrahltriebwerk weist zwei im Abstand zueinander angeordnete Formen 10 und 11 auf, die durch nicht-dargestellte Mittel in eine Gießstellung und aus dieser heraus bewegt werden können.
Zur Halterung einer Vielzahl von Schichtenkörpern 13 zwischen den Formteilen 10 und 11 sind Tragklammern 12 vorgesehen. Die Schichten 13 können verschiedene Gestalt derart aufweisen, daß nach dem Vergießen die Form der gewünschten Schaufel erhalten wird und die Schichten bestehen zu diesem Zweck aus gießfähigem Material, z.B. einem Epoxydkunstharz, das durch Fasern 14 verstärkt ist, die sich in Längsrichtung der Schichtungen 13 erstrecken. Die Tragklammern 12 haltern die Schichten benachbart zueinander, jedoch mit einem gegenseitigen Abstand und eine Strömungsmittelstrahlvorrichtung 15 mit einer Vielzahl von Strömungsmittelstrahlen 16 ist vorgesehen, um querverlaufende Fasern 17 zwischen jedes benachbarte Paar von Schichten 13 einzuführen, wobei die querverlaufenden Fasern 17 senkrecht zu den Fasern 14 verlaufen.
Weitere Fasern 20 werden mittels Nadeln 21 durch die Schichten gefädelt, indem sie durch die letzteren hindurchgefädelt werden. Die Fasern 20 erstrecken sich senkrecht sowohl zu den Fasern 14 als auch zu. den Fasern 17·
Falls erforderlich, können die Fasern 17 durch Strömungsmittelstrahlen von gegenüberliegenden Seiten der Schichten 13 eingeführt werden. Diese Strömungsmittelstrahlen sind vorzugsweise Luftstrahlen, obgleich es auch möglich ist, Wasserstrahlen zu benützen.
0.098 * 1 /1 6 95
Die Fasern 14,17,20 können Kohlenstoffasern sein, die aus Polyacrylonnitril hergestellt sind. Es können jedoch auch andere Pasern,z.B. Glasfasern oder Metallfasern oder auch Borfasern, Anwendung finden. Außerdem müssen die Schichten IJ> nicht notwendigerweise aus einem synthetischem Kunstharzmaterial bestehen, sondern sie können aus kohlenstoffhaltigem Material oder aus Metall hergestellt sein.
Die Formteile 10,11 und die Trägerklammern 12 sind gegenüber einer Anordnung von Formkörpern 22 beweglich, zwischen denen Paserstoffmaterial durch nicht-dargestellte Mittel derart eingeführt werden kann, daß der Schaufelfuß verstärkt wird. Z.B. kann das Schaufelfußmaterial in Gestalt von Fasern in die Endstellung eingeblasen werden.
Die Schichten 15 und die Fasern 17,20 werden zusammen mit den Schaufelfußfasern in der Endstufe vergossen, um innerhalb der Formteile 10,11 die Schaufel herzustellen, wobei die Nadeln zu dieser Zeit bereits weggezogen sind.
Die sich ergebende Schaufel hat demgemäß Fasern, die sich in drei senkrecht zueinander stehenden Richtungen erstrecken und diese Fasern erstrecken sich demgemäß beim Einbau der Schaufel in das Triebwerk in Axialrichtung, in Radialrichtung bzw. in Umfangsrichtung.
Patentansprüche^
0098^1/1695

Claims (1)

  1. 9 Π 1 R 9 Q Q
    Paten > ansprüche : ^ U ' 3 L
    Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Gegenstandes dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schichtenkörper (1-5) aus formbarem Werkstoff benachbart zueinander jedoch im gegenseitigen Abstand angeordnet werden, daß Strömungsmittelstrahlen (16) benutzt werden, um Paserstoffmaterial (17) zwischen benachbarte Schichtenpaare (1-35) einzublasen, und daß die Schichten (13) und das Faserstoffmaterial (17) in die endgültige Gestalt verformt werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, ·
    dadurch gekennzeichnet,
    . daß die Schichten (15) durch Fasern (14) verstärkt sind, die senkrecht zu den Pasern (17) verlaufen, welche durch die Strömungsmittelstrahlen (l6) eingeblasen werden.
    J. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Abschlußformgebung weitere Pasern (20) eingeführt werden, die senkrecht zu jenen der Schichten (I3) verlaufen und auch senkrecht auf den Fasern (17) stehen.
    4. Verfahren nach Anspruch j5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die weiteren Fasern (20) durch die Schichten (lj5) mittels Nadeln (21) eingeführt werden.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten von einem Träger (12) herunterhängen, während das Faserstoffmaterial und die weiteren Fasern eingeführt werden.
    0 0984 1 /1695
    6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet , daß das Paserstoffmaterial von gegenüberliegenden Seifc«n der Schichten (13) eingeführt wird.
    7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der hierdurch hergestellte Gegenstand eine stromlinienförmig gestaltete Schaufel für eine Strömungsmaschine ist.
    8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7i
    dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl von Strömungsmittelstrahldüsen (16) vorgesehen ist, um Paserstoffmaterial (17) zwischen jedem Schichtenpaar (13) einzublasen,und daß ein Träger (12) zwischen den beiden Teilen der Form (10,11) angeordnet ist und daß die Formteile geschlossen werden können, um die Schichten (13) und das Faserstoffmaterial (17) zu vereinigen und den Gegenstand herzustellen.
    0 9 8 4 1 /1695
DE2015299A 1969-04-01 1970-03-31 Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional mit Fasern verstärkten Kunstharzgegenstandes Granted DE2015299B2 (de)

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GB07000/69A GB1245342A (en) 1969-04-01 1969-04-01 Method and apparatus for making a fibre-reinforced article

Publications (3)

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DE2015299A1 true DE2015299A1 (de) 1970-10-08
DE2015299B2 DE2015299B2 (de) 1974-08-15
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FR2038099B1 (de) 1974-11-08
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