DE2024939A1 - Verfahren zur Herstellung von Gegenstanden mit radialen Vorsprungen bzw. Ansätzen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Gegenstanden mit radialen Vorsprungen bzw. Ansätzen

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DE2024939A1 DE19702024939 DE2024939A DE2024939A1 DE 2024939 A1 DE2024939 A1 DE 2024939A1 DE 19702024939 DE19702024939 DE 19702024939 DE 2024939 A DE2024939 A DE 2024939A DE 2024939 A1 DE2024939 A1 DE 2024939A1
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Owen Desmond Yeovil Somerset Furlong (Großbritannien) M
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Normalair Garrett Ltd
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Description

In der Antwort bitte angeben Unser Zeichen
N/p 6872
NORMAILAIR-GARRETT LIMITED, Yeovil/Somerset, England
Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit radialen Vorsprüngen bzw. Ansätzen.
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit radialen Vorsprüngen bzw. Ansätzen und insbesondere von Gegenständen,die aus Verbundmaterialien hergestellt sind. Unter radialen Vorsprüngen bzw. Ansätzen werden nachstehend Schaufeln, Speichen usw. verstanden, die von einem Nabenteil von Lüftern, Kompressoren, Schwungrädern und dergl. ausgehen.
Das erfindungsgemäße Herstellverfahren wurde vorzugsweise zur Fertigung kleiner, hochbelasteter Lüfter mit hohen Beanspruchungswerten entwickelt, kann jedoch in gleicher Weise zur Fertigung von Gegenständen wie beispielsweise Schiffspropellern, Kühlfahnen für elektronische Geräte, z.B. Radar, oder andere große und kleine Kompressorlüfter verwendet werden.
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Im Falle kleiner, schnell laufender Lüfter, die beispielsweise in von Turbinen angetriebenen Kaltluftlclimaanlagen verwendet werden, beträgt der gesamte LUfterdurchmesser etwa 15 bis 17*5 cm und die individuelle Schaufellänge etwa 2,5 bis 5 cm. Ein solcher Lüfter kann 16 bis 19 Schaufeln aufweisen, die mit einer Geschwindigkeit von über 50.000 U/min, betrieben werden. Dies bedeutet einen hohen Kostenaufwand und es ist nahezu unmöglich, einzelne Schaufeln getrennt mit einer Nabenanordnung zu verbinden.
Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit radialen Vorsprüngen bzw. Ansätzen durch folgende Schritte gekennzeichnet:
A) Ausbilden von oberen und unteren Formen entsprechend der Gestalt des Gegenstandes.
B) Ausbilden eines inneren, Fäden aufnehmenden Bauteiles, β) Ausbilden eines äußeren, Fäden aufnehmenden Bauteiles.
D) Anordnen des inneren, Fäden aufnehmenden Bauteiles und des äußeren, Fäden aufnehmenden Bauteiles relativ zueinander.
E) Wickeln der itäden in der Weise, daß sie sich über den inneren, Fäden aufnehmenden Bauteil erstrecken und daß sie sowohl den inneren als auch den äußeren, Fäden aufnehmenden Bauteil miteinander verbinden, um die Verstärkung des Gegenstandes zu erhalten.
F) Anordnen der fadenförmigen Verstärkung zusammen uit den die Fäden aufnehmenden Bauteilen innerhalb einer der Formteile.
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G) Schließen der Formteile und Einführen von Harz.
H) Aushärten der Anordnung.
I) Entfernen der gehärteten Anordnung aus der Form.
Nachstehend wird die Erfindung ta Verbindung mit der Zeichnung anhand von ,.Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einainaeh dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gegenstand mit radialen Ansätzen bzw. Vorsprüngen,
Fig. 2 einen inneren, Fäden aufnehmenden Bauteil, Fig. 3 in auseinandergezogener Darstellung eine Vorrichtung nach der ersten Ausführungsform der Erfindung zum Gießen eines vielschaufeligen Lüfters,
Fig. 4 eine Anordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel,die zum festgelegten Aufwickeln auf einer der Formen dient,
Fig. 5 nach der ersten Ausführungsform das Aufwickelschema,
Fig. 6 in auseinandergezogener Darstellung eine Anordnung nach der zweiten Ausführungsform zum Wickeln der Fäden,
Fig. 7 in auseinandergezogener Darstellung eine Anordnung nach der zweiten Ausführungsform zur Herstellung eines Lüfters, und
Fig. 8 eine Anordnung zum Vergießen von Epoxydharz.
Bei der ersten und zweiten Ausführungsform, die nachstehend beschrieben werden, besteht das bevorzugte Verbundmaterial aus
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vorimprägnierten Kohlefaserfäden in Verbindung mit einem Kitzehärtbaren Epoxydharz. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezielle Paser/Harzkombination beschränkt, sondern umfaßt auch solche Materialien wie Glasfaser-oder Bo.-rfaserzusammensetzungen, oder andere geeignete fadenförmige Materialien, die aus Acrylnitrilpolymer oder Copolymer in "Verbindung mit entsprechenden kalt abbindenden oder hitzäaärtbaren Harzen bestehen, und irgendwelche notwendigen Härtemittel, Weichmacher und Beschleuniger, oder eine beliebige Kombination von verträglichen, faserförmigen Materialien und Harzen als verstärkende Füllstoffe.
Eines der Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens, das kontinuierliche, vorimprägnierte Fäden verwendet, macht es für die auszurichtenden Fäden möglich, daß sie die Hauptspannungsbeanspruohungen längs der Achse der radialen Ansätze wie auch Umfangsspannungen in einer Nabe aufnehmen.
Nachstehend werden für das erste und für das zweite Ausführungsbeispiel Berechnungen für die vorimprägnierten Fäden gegeben, die notwendig sind, damit sie den Festigkeitsarförderungen der Reifen, Schaufeln und der Zentrifugalkräfte widerstehen, die durch eine einzige Lüfterschaufel ausgeübt werden, und zwar für zwei typische Lüfter, von denen einer einenDurchmesser von fc 17j5 cm und 19 Schaufeln aufweist, die mit einer Umdrehung von 53.000 U/min, rotieren, während der andere Lüfter einen Durchmesser von 28,75 om hat und 16 Schaufeln besitzt, die mit 8.000 U/min, umlaufen. Die Anforderungen für die verschiedenen Abschnitte der Lüfter werden in Kabeln angegeben, und zwar bei 10.000 Fäden pro Kabel.
Fig. 3 zeigt die Anordnung für die erste Ausführungsform und weist eine obere Form 1, eine Spindel 2 zur Festlegung der verschiedenen Abschnitte der Anordnung, eine Nabenbuchse j5> einen inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 und die untere Form auf dem äußeren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 5 mit der
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Beilage und der Schraubenmutter zur Befestigung der Spindel in ihrer Stellung auf.
Fig. 4 stellt die Anordnung für die erste Ausführungsform ohne die obere Form in ihre Lage auf dem äußeren, die Fäden aufnehmenden Bauteil dar, und Fig. 5 das Wicklungsschema für die .erste Ausführungsform.
Nach den Figuren 3* 4 und 5 für die erste Ausführungsform sind die Kohlefaserfäden oder das Kabel mit dem inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 in zweckmäßiger Weise befestigt. Eine Ausgangsumfangswicklung des Kabels ist um den inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 gelegt, bevor die Wicklung durch die entsprechende Vertiefung in der Form auf dem äußeren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 5 und parallel dazu sowie um den ersten Stift geführt ist. Wie der Fig. 2 entnommen werden kann, ist das innere, die Fäden aufnehmende Bauteil 4 im Winkel geschlitzt, und jeder Schlitz ist mit einer Anzahl von Kerben versehen; in vorliegendem Beispiel sind vier Reihen dieser Kerben um den Umfang verteilt. In Fig. 5 ist jeder Stift in Bezug auf das Wicklungsschema beziffert; vom Stift 1 aus ist das Kabel durch die untere Kerbe des dem Stift 1 zugeordneten Schlitzes geführt, um die Nabenbuchse J5 in der Pfeilrichtung, durch die untere Kerbe in den inneren, die Fäfen aufnehmenden Bauteil längs des Stiftes 2 nach außen, um den Stift 2 und zurück durch die gleiche Kerbe zu der Nabenbuchse 3« Dieser Vorgang wird wiederholt, bis jeder Stift eine Windung erhalten hat, wie Fig. 5 zeigt. Die Umfangswicklung des inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteiles wird dann fortgesetzt, bis die zweite Reihe von Kerben erreicht ist, dann wird, eine zweite Reihe von Wicklungen um die Stifte in der vorbeschriebenen Reihenfolge gewickelt, Der gesamte Vorgang wird dann wiederholt, bis die Wicklung des Lüfters vollständig
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Der nächste Schritt bei der Herstellung des Lüfters kann entweder ein Preß- oder ein Gießvorgang sein.
Bei dem Preßvorgang wird nach Beendigung des WickelSchrittes die Kohlenstoffaser zwischen die Wicklungen eingeführt, damit die Blattdicke aufgebaut wird, und die Paser wird mit Harz getränkt. Die Richtung der Litzen kann so orientiert werden, daß sie den Schaufeln eine zusätzliche Verstärkung gibt. Kohlefasern können in Blattform verwendet werden. Die obere Form 1 wird nunmehr auf die untere Form und die Wicklungen aufgepreßt, festgeklemmt, und der mittlere Kern der Nabe wird über die Schlitze im oberen Teil der Form 1 mit Harz gefüllt. Dann wird die Anordnung durch Preßen ausgehärtet.
Bei dem Gießvorgang nach Beendigung des Wickelschrittes werden die Formen miteinander verbunden, wobei gewährleistet wird, daß dichte Verbindungen um den Umfang herum entstehen, und die ganze Anordnung wird mit Harz durch die vorerwähnten Schlitze hindurch gefüllt; das Harz kann entweder ein kaltabbindendes oder ein hitzehärtbares Harz sein.
Nachstehend wird das zweite Ausführungsbeispiel beschrieben, wobei die verwendeten Materialien die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel sind, jedoch die Vorrichtungen und der Wicklungsvorgang geändert werden. Berechnungen für die Anforderungen an die Kohlefaserfäden schließen sich an dieses Ausführungsbeispiel an.
Fig. 6 zeigt in auseinandergezogener Darstellung die Anordnung nach der zweiten Ausführungsform für das Wickeln der Kabel und umfaßt einen Befestigungsbolzen oder eine Befestigungsspindel 2, eine Grundplatte 6, einen äußeren, die· Fäden aufnehmenden Bauteil 5, Beilagen und Schraubenmuttern 7 (jeweils vier), eine 2en~ trlerschoibe 8, einen inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4
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und eine Nabenbuchse 3·
Die Pig. 7 zeigt eine auseinandergezogene Ansicht der Anordnung mit Formen für das zweite Ausführungsbeispiel für den Gießvorgang und umfaßt einen Befestigungsbolzen oder eine Befestigungsspindel 2, einen O-Ring 9, eine Grundplatte 6, eine untere Form 10, Befestigungsschrauben Xl, ein äußeres, die Fäden aufnehmendes Bauteil 5, Beilagen und Schrauben 7 (Jeweils vier), ein inneres, die Fäden aufnehmendes Bauteil 4, die Nabenbuchse 3» eine Zentrierbuchse 12, einen mittleren Preßblock 13* eine obere Form 1, eine Druckausgleichplatte 14, Beilage und Befestigungsmutter 15, eine Füllstoffausgleichsvorrichtung l6 und Beilage und Befestigungsschraube 17 dafür.
Nach Fig. 6 ist für die zweite Ausführungsform des Fadenwickelvorganges das äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil 5 mit der Grundplatte 6 befestigt, die vier Beilagen und Muttern 7 verwendet. Die Befestigungsschraube 2 ist durch die mittlere öffnung in der Grundplatte β eingesetzt und die Zentrierscheibe 8 wird dann auf der Grundplatte 6 über der Befestigungsschraube c ■ '*->■-ordnet. Das innere, die Fäden aufnehmende Bauteil 4 ist auf der Zentrierscheibe 8 angeordnet, die Nabenbuchse 3 ist auf den Befestigungsbolzen 2 aufgesetzt und in ihrer Stellung gesperrt.
Das Kohlefaserkabel kann dann kontinuierlich auf die Anordnung aufgewickelt werden, wie dies in dem vorausgehenden Beispiel der Fall ist. Bei dieser Ausführungsform wird zur Erzielung eines Lüfters mit geringerem Nabenvolumen eine Kombination von Wicklungen mit einem Minimum von zwei Kabeln verwendet, die zwischen der Nabenbuchse 3 und dem inneren,die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 aufgewickelt sind. Zur Erzielung der vier Kabel, die auf den Schaufeln des Lüfters erforderlich sind, werden die Kabel, die nicht auf die Nabenbudse 3 aufgewickelt sind, von dem inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 um den Stift 1 zurück durch den gleichen Schlitz in dem inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil 4 und durch den nächsten Schlitz in Uhrzeigerrichtung nach außen zum nächsten Stift in Uhrzeigerrichtung,
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um den Stift und zurück in den inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil über den Schlitz geführt, von wo das Kabel gekommen ist, wobei dann im Utaseigersinn die Wicklungslage fortgesetzt wird, bis der Zyklus vollständig ist. Wenn die Wicklung fertig ist, werden das äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil 5, das innere, die Fäden aufnehmende Bauteil 4, die Nabenbuchse 3 und die Kabel als vollständige Anordnung von der Grundplatte 6 abgenommen.
Nach Fig. 7, dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Nabe geringeren Durchmessers, ist die untere Form 10 mit der Grundplatte 6 über vier Befestigungsschrauben 11 verbunden. Der Klemmbolzen 2 und der O-Ring 9 sind durch die mittlere öffnung der Grundplatte 6 eingeführt und die Zentrierbuchse 12 ist über den Klemmbolzen 2 gesetzt. Die Anordnung, die das äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil 5> das innere, die Fäden aufnehmende Bauteil 4, die Nabenbuchse 3 und Kabel umfaßt, wird dann über der Zentrierbuchse 12 angeordnet und der äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil 5 ist mit der Grundplatte befestigt, indem die vier äußeren Beilagen und Muttern 7 verwendet werden. Der mittlere Formblock 13 und die obere Form 1 werden nunmehr über die Zentrierbuchse 12 gesetzt, wobei die Druckausgleichplatte 14 auf der Oberseite der Form 1 angeordnet ist. Die gesamte Anordnung wird zusammengeschraubt, wodurch dichte Verbindungen um Kabel auf dem Umfang der Formen entstehen, und zwar mit Hilfe der Beilage und der Befestigungsmutter 15· Die Füllstoffausgleichsvorrichtung l6 wird dann mit der Oberseite des Befestigungsbolzens 2 verbunden, wobei Beilage und Schraube 17 verwendet werden.
Beim Gießvorgang wird Epoxydharz in die Lüfterform eingegossen und ausgehärtet. Ein geeigneter Epoxydharzfüllstoff ist beispielsweise Araldite mit 100 Teilen eines Harzes MY 750 auf 27 Teile des Härtemittels HT 9721 das Vergießen erfolgt bei etwa 500C.
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Eine bevorzugte Anordnung zum Vergießen von Epoxydharz ist in Fig. 8 gezeigt; sie weist einen Behälter 18, einen Druckeinlaß 19, ein Druckventil 20 und eine Auslaßöffnung 21 auf. Lüfterform und Behälter 18, in welchem eine ausreichende Menge Harz vorhanden ist, werden in einem evakuierbaren Ofen angeordnet. Dann wird Luft aus dem Ofen entfernt und der öfen auf eine 'Temperatur aufgeheizt, bei der das Harz flüssig wird. Anschließend daran wird Atmosphärendruck dem Druckeinlaß 19 aufgegeben, das Druckventil 20 öffnet und läßt Harz durch die Auslaßöffnung 21 im Behälter in die Lüfterform über die Füllstoffausgleichsvorrichtung der Lüfterform fließen. Die Vakuumabdichtung wird rasch unterbrochen, wodurch gewährleistet wird, daß der Atmosphärendruck das Harz in die inneren Enden der Form.drückt, wobei der Ofen auf der gewünschten Temperatur gehalten wird, bis das Harz hart geworden ist.
In den angegebenen Beispielen für hitzehärtbare Epoxydharze wird die Form aus dem Ofen entfernt, abgekühlt und nach dem Kühlen werden die Fäden von den Stiften abgeschnitten und der Lüfter wird von der Form entfernt. Wenn die Formflächen eine exakte Endbearbeitung aufweise; ist nur eine geringe Nachbearbeitung des Gegenstandes erforderlich, bevor er in einem Härteofen aushärtet, um die Festigkeit des Epoxydharzes auf einen optimalen Wert zu bringen. Nach dem Aushärten wird der Lüfter dynamisch ausbalanciert.
Während sich die beschriebenen Verfahren auf vergleichsweise kleine Lüfter aus Harz mit Faserinhalt beziehen, kann das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise auch auf verschiedene andere Kombinationen von Materialien und Dimensionen angewendet werden. Beispielsweise kann es zur Herstellung von öisenbew^hrten Schwungrädern, Zahnrädern oder anderen rotierenden Körpern aus zwei oder mehr miteinander verträglichen Materialien verwendet werden, wobei eines der Materialien den größeren Teil der Beanspruchungen aufnimmt, während der andereTeil die Masse bildet.
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Falls erwünscht, kanndie Nabenbuchse nach den vorbeschriebenen Ausführungsformen durch eine Welle ersetzt werden.
Beispielsweise werden nachstehend Berechnungen für Fadenanforderungen bei einem Lüfter mit einem Durchmesser von 17,5 cm, 19 Schaufeln und einer Drehzahl von 53«000 U/min, angegeben:
Abschnitt Tiefe (inch) Dicke Fläche Längen- Volumenelement
(inch) (inch) element
1 (Spitze)
2
0,807 0,910 0,974 1,04
5 (Ansatz) 1,098
0,078 0,042 0,187 0,0078
0,080 0,0485 0,375 0,0182
0,082 0,053 0,375 0,0199
0,083 0,0575 0,375 0,0216
0,085 0,062 0,187 0,0116
Gesamtvolumen 0,0791
Bei einer angenommenen mittleren Dicke vonQD6 lbs/inch beträgt das Gewicht einer Schaufel = 0,0791 χ 0,06 lbs.
0,00475 lbs = 2,15 gr.
= 2,2 inch. = 5*6 cm = 53.000 U/min.
= 5,540 Winkelgrad/sec. fe2
- 00475 x 55402 x 2,2 SCT
Schwerpunktradius der Schaufel Drehgeschwindigkeit
Zentrifugalkraft
= 830 lbs. = 376 kg.
Zur Schätzung der Quersehnittsfläche von Kohl®fasern wird eine [ Betriebsbeanspruchung von 50.000 lbs. per squar© inch angenommen«; Da die minimale ZerreiBbelastung einer typischen Paser «it hohem Modulus 200.000 lbs. per square ifioSi beträgt,. ergibt dies einen Sicherheitsfaktor von 4.
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Fadenschnittfläche = = ο,0166 inch2.
puuuu
2 Da die Schaufelansatzfläche = 0,062 inch , ist das Verhältnis
von Faser zu Harz = = 0,268.
Wenn die Fasern durch die Schlitze in den inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil am Schaufelansatz verlaufen, ist dort ein geringer Seitenschub vorhanden.
Bei 19 Schaufeln beträgt der Steigungswinkel der Schaufeln
-3Jp = 19° (angenähert) (
Der von den Fasern an dem Schaufelansatz eingeschaltete Winkel beträgt ebenfalls etwa 19°.
Die Seitenbelastung am Schlitz = halbe Schaufelbelastung χ 2 sin (2i£)° = 830 χ 0,0483 - 40 lbs. = 17,1 kg.
Diese Kraft besitzt eine kleine, nach außen gerichtete radiale Komponente, die durch die Umfangsspannung in den um die Nabe gewickelten Fasern gebunden wird. Die Tangentialkraft in diesen Fasern wird gleich der Seitenbelastung im Schlitz, d.h. 17*1 kg.
Die erforderliche Faserfläche beträgt = = Ο,ΟΟδ inch .
Da jeder einzelne Faden einen Durchmesser von 0,0003 inch aufweist, beträgt die Querschnittsfläche = 7,1 x 10~ inch .·
Anzahl von Fäden pro Schaufel = x 108 = 2,34 χ ΙΟ5 Anzahl von Kabeln pro Blatt bei 10.000 Fäden pro Kabel = 24
Anzahl von Fäden zur Aufnahme der Umfangsspannung = x 108 = !,I5 x 10V
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Somit sind zwei Kabel ausreichend für die Umfangswicklungen.
Nachstehend wird nun als Beispiel auf die Kohlefaseranforderungen für einen typischen Lüfter mit einem Durchmesser von 28,75 cm und l6 Schaufeln eingegangen, der mit einer Umdrehungszahl von 8.000 U/min, rotiert.
Der Lüfter ist so ausgelegt, daß aUe wesentlichen Belastungen in Richtung der Fasern aufgenommen werden, da die Festigkeit und Steifigkeit des Epoxyds vernachlässigbar im Vergleich zu den Kohlefasern ist. Dies bedeutet, daß die Zusammensetzung anisotrop ist, so daß die üblichen Verfahren der Analyse der Beanspruchung der sich drehenden Scheiben für diese Form nicht angewendet werden kö.nnsn.Man nimmt deshalb an, daß alle Belastungen von den Kohlefasern und überhaupt keine Belastung von dem Epoxyd aufgenommen wird. Die Belastungen für den Lüfter basieren auf einer Umfangsgeschwindigkeit von 8.000 U/min., da aber die Belastungen und die Spannungen sich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit ändern, können sie leicht für höhere Geschwindigkeiten berechnet werden.
8.000 U/min = Winkelgrade/Sec. =w
Dichte der Zusammensetzung = 0,06 lbs/inch'' Zentrifugalkraft = ^ =
= VOL XRx 702.000 x 0,06 = VOL χ R χ 109
Die folgenden Messungen und Berechnungen gelten für sich ändernde Radien eines Lüfters mit einem Umfangsradius von 3,125 inch und einer Schaufellänge von 2,625 inch.
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Radius Fläche Mittl. Mittl. Länge Volumen Zentrifugal· (inch) (inch2) Fläche Radius d.Elemen- d. EIe- kraft des
(inch2) (inch) tes einer mentes Elementes
Schaufel (inch)
-3,125 0,261
0,253 3,312 0,375 0,0949 34,2 3,50 0,245
0,225 3,75 0,500 0,1127 46,0 4,00 0,206
0,1845 4,50 1,00 0,1845 90,0 5,00 0,163
0,136 5,375 0,75 0,1020. 59,7 5,75 0,109
Die gesamte Zentrifugalkraft einer Schaufel = 229,9 lbs. Verwendet man eine Faser hoher Festigkeit der Type II, deren
Festigkeit 350.000 lbs/inch beträgt und die einen zulässigen Sicherheitsfaktor von 4 besitzt ,erhält man eine zulässige Bean-
spruchung von 87.500 lbs/inch
Die Fäden haben einen Durchmesser von 0,0003 inch.
Die zulässige Belastung auf einen Faden beträgt -J- (00003)^x87,500
Bei 10.000 Fäden pro Kabel beträgt die zulässige Belastung eines Kabels gleich ψ- (0,0003)2 χ 87,500 χ 10* Ib. = 62 lbs. = 28 kg.
Die Anzahl von Kabeln, die je Schaufel erforderlich ist, beträgt
Die Ringspannung in dem Radrand wird von den in ümfangsrichtung gewickelten Fasern aufgenonunen und wird wie folgt berechnet:
20.5,1970 W/He - 14 - Ν/ρ 6872
Die mittlere Beanspruchung im Rand bei einem Durchmesser von 3 inch, beträgt aufgrund ihrer Masse = *—■ 0,06 X 702.000 X 3^ QQn 1}1 — = " Ib.
Die Ringbelastung, die einen Abschnitt von 0,5 inch χ 1,625 inch einnimmt. = 980 χ 0,5 x 1,625 = 792 Ib = 358 kg.
Die minimale Anzahl von in Umfangsrichtung gewickelten Kabeln
7Q2
beträgt somit = 1^ = 13.

Claims (1)

  1. .20.5.1970 W/He - 15 - Ν/ρ 6872
    Patentansprüche;
    il/) Verfahren zur Herstellung eines Gegenstandes mit radialen Ansätzen bzw. Vorsprüngen, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    A) Ausbilden der oberen und unteren Form entsprechend der Gestalt des Gegenstandes.
    B) Ausbilden eines inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteiles.
    C) Ausbilden eines äußeren, die Fäden aufnehmenden Bauteiles,
    D) Anordnen des inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteiles und des äußeren, die Fäden aufnehmenden Bauteiles relativ zueinander .
    E) Wickeln der Fäden so, daß sie sich über den inneren, die Fäden aufnehmenden Bauteil erstrecken und daß sie sowohl den inneren als den äußeren, Fäden aufnehmenden Bauteil miteinander verbinden, um die Verstärkung des Gegenstandes zu erhalten.
    F) Anordnen der fadenförmigen Verstärkung zusammen mit den Fäden aufnehmenden Bauteilen innerhalb einer der Formteile.
    G) Schließen der Formteile und Einfüllen des Harzes. H) Aushärten der Anordnung.
    I) Entfernen der gehärteten Anordnung aus den Formen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil außerhalb des Umfangs der Formen angeordnet ist und einen einheitlichen Teil mit einer der Formen darstellt, wobei der Faden abgetrennt wird, um den Gegenstand von der Form zu lösen.
    J5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Entfernen der ausgehärteten Anordnung aus der Form das äußere, die Fäden aufnehmende Bauteil entfernt wird.
    109810/1933
    2024933
    20.5.1970 W/He . - 16 - Ν/ρ 6872
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgeformte Nabenbuchse vorgesehen wird und daß der Faden so gewickelt wird, daß er das innere Haltebauteil, die Nabenbuchse und das äußere Bauteil verbindet, damit die Verstärkung des Gegenstandes erhalten wird.
    5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgeformte Welle vorgesehen wird und daß .der Faden
    so gewickelt wird, daß er das innere.Haltebauteil, die Welle und das äußere Haltebauteil verbindet, damit die Verstärkung || des Gegenstandes erzielt wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden so gewickelt werden, daß sie die Buchse oder Welle um Umfangsabschnitte berühren.
    7· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß den Fäden zusätzliches Verstärkungsmaterial beigegeben wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Verstärkungsmaterial imprägniertes Harz ist.
    ™ 9· Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Formblock innerhalb der Form vorgesehen wird.
    10. Gegenstand, hergestellt nach dem Verfahren nach Ansprüchen 1-9* dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden vorimprägnierte Kohlefasern sind.
    y/ 11. Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Glasfasern sind.
    109810/1933
    20.5-1970 W/He - 17 - Ν/ρ 6872
    12. Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Borfasern sind.
    13· Gegenstand nach Anspruch 10,-dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Vorimprägnierte Asbestfasern sind.
    14. Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden Draht sind.
    15. Gegenstand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Harze hitzehärtbar sind.
    109810/1933
    Le e rs e i te
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