DE2327393A1 - Zusammengesetztes hubschrauber-rotorblatt - Google Patents

Description

Pafenfanwaft

Dr. Helmut Spafh

Rosenheim/Obk

Max-Josefs-Platx 6

59 P 74

Zusammengesetztes Hubschrauber-Rotorblatt

Die Erfindung betrifft ein zusammengesetztes •Hubschrauber-Rotorblatt mit einem gebildemäßigen Holm, einer den Holm umgebenden. Außenhaut und einem am Ansatzende v.orgesehenen Paßstück zur Verbindung des Rotorblattes mit einer Nabe.

Es liegen gemäß dem Stand der luftfahrttechnilc zahlreiche unte:». schiedliche Ausbildungsformen von Ro tor blättern vor. Beispielsweise sind gemäß der US-PS 2 754 918 nicht tragende nachlaufende Kantentaschen an einem D-förmigen tragenden Holm angebracht, der wiederum an der Rotornabe drehbar mit derselben sowie mit anderen ähnlichen Blättern befestigt ist. Bei einem Hotorblatt dieser Ausbildung trägt der Holm alle auf das Rotorblatt wirksamen "'Bntrifugalbelastungen, alle

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.Biegebelastungen und alle Torsionsbelastungen. Der Holm ist bisweilen mit C-förmigem Querschnitt gestaltet, trägt jedoch fortgesetzt alle vorangehend erwähnten Belastungen.

line zv/eite Ausbildungsform eines Rotorblattes nach der US-PS 2.657 754 umfaßt einen tragenden Holm, welcher innerhalb des Blatt-3?lügelprofilteils eingeschlossen ist und das notwendige Füllmaterial in umgebender Anordnung aufweist, um den Flügelprofilteil des Rotorblattes zu bilden. Bei dieser Ausführungs form trägtder gebildemäßige Holm im wesentlichen die gesamte Zentrifugal·} Torsions- und Biegeblattbelastung.

Die vorangehend erwähnten Rotorblätter sind grundsätzlich aus Metall hergestellt. Bs ergab sich bei der Luftfahrtindustrie, daß eine Gewichtseinsparung erzielbar iet, wenn nichtmetallische Stoffe von hoher Festigkeit und geringem Gewicht als Ersatz für zumindest einige Metallblatteile verwendet werden können. Demgemäß wurden verschiedene zusammengesetzte Rotorblätter entwikkelt, beispielsweise solche nach der US-PS 3 455 757, jedoch zeigte die Erfahrung, daß einer der Bereiche, die bei einem zusammengesetzten Rotorblatt größere Schwierigkeiten bieten, an der Verbindung des Rotorblattes mit der Nabe liegt, insbesondere an der Verbindung zwischen den nichtmetallischen Teilen des Rotorblattes und den metallischen Teilen der Ansatzendverbindung des Rotorblattes,

Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines zusammengesetzten Rotorblattes, welches alle gewünschten Eigenschaften sowohl der aus Metall als auch der aus Nichtmetallen bestehenden Elemente aufweist und eine gute Ansatzendverbindung mit bis zu drei belasteten Wegen für die Zentrifugalkräfte des Rotorblattes gewährleistet,

Brfindungsgemäß umfaßt der gebildemäßige Holm ein zentrales Füllglied von geringem Gewicht, das sich in Holmrichtung im we-

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sentlichen iron der Rotorblattspitze zu dem Rotorblattansatz erstreckt, wobei mehrere hochbelastbare Fasern mit gegenüberliegenden Seiten des Füllgliedes verbunden sindj die Pasern verlaufen hierbei radial von der Blattspitze nach innen und sind um ein Anbringungsglied an dem Ansatzende~Paßstüek geschlungen, wonach die Fasern imwesentlichen von dem Ansatzende zurück zu der Rotorblattspitze verlaufen. Das Ansatzende-Paßstück weist gegenüberliegende Flächen in Verbindung mit den herumgeschlungenen Fasern auf» um «usätzliehe Belastungsübertragungswege zu bilden»

In diesem Zusammenhang ist auf die US-PS 3 434 372, 2 961 051, 3 460 628 und 3 228 481 zu verweisen, denen zufolge Hubschrauber-Rotorblätter an der Hubschraubernabe durch Anwendung von faserartigen.Stoffen angebracht sind. Diese Stoffe verlaufen jedoch nicht in den Hubschrauberholm oder das Rotorblatt bzw. bilden keinen Teil desselben, wobei auch keine zusatz-* liehen lastübertragenden Wege geschaffen werden. Nach den US-PS 2 919 889 und 2 859 936 ist schon offenbart die Yerdichterblätter an einer Verdichternahe über draht- oder faserhaltige Mechanismen anzubringen, die rund um einen Stift verlaufen, jedoch ist nicht eine Ausbildungsform mit einem zusätzliche Belastungswege aufweisenden Holm Veranschaulicht* Die GB-PS 973 587 und 756 673 sowie die US-PS 1 846 258 und 3 476 484 zeigen jeweils die Anwendung von seilartigen Gliedern in einer Ausdehnung von einem Hubschrauber- oder Propeller-Rotorblatt zu einer Nabe rund um einen Stift als Blatthalteelement, Keine dieser Druckschriften zeigt jedoch zusätzliche Lastübertragungswege·

Die US-PS 3 476 484 zeigt die Anwendung zweier doppelt um-» schlingend geführter Flansche oder Fasern zum Festhalten des Rotorblattes um Stifte herum, jedoch sind keine zusätzlichen Lastübertramingswege veranschaulicht. Die US-PS 3 533 714

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zeigt die Anwendung von Fasern, welche rund um ein Rotorblatt-Ansatzverbindungsglied verlaufen, jedoch besteht deren Wirkung in der Erhaltung eines Trimmgewichtes„

Nach einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die eine hohe Festigkeit aufweisenden Fasern an einer Seite des Füllgliedes von der Rotorblattspitze au dem Ansatz, sind um einen Haltestift des Ansatzende-Paßstückes geschlungen und verlaufen darnach an der entgegengesetzten Seite des Füllgliedes von dem Ansatzende des Rotorblattes zurück zu dessen Spitze.

Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die eine hohe Festigkeit aufweisenden Pasern an einer Seite des zentralen geringgewichtigen Füllgliedes von der Spitze des Rotorblattes zu dem Ansatz und sind rund um eine Platte einer Manschette geschlungen sowie mn dieselbe gefaltetj wobei sich die Fasern zu der Rotorblattspitze an der gleichen S-eite des füllgliedes zurückerstrecken. Die hohe Festigkeit aufweisenden Fasern an der gegenüberliegenden Seite des zentralen geringgewichtigen Füllgliedes verlaufen von der Spitze des Rotorblattes zu dem Ansatzende₉ sind um eine Platte einer anderen Manschette geschlungen und auf sich · selbst gefaltet, worauf sie sich zu äer Blattspitze- an der gleichen Seite des Füllgliedes zurückerstrecken.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen mäher erläutert, Es zeigen:

Fig, 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Hubschrauber-Ratorblattes in Draufsicht _s

Fig. 2 das Rotorblatt von Fig. 1 in demgegenüber vergrößerter und in zwei Teile auseinandergebroehener Sarstellung,

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Pig. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III von Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt längs der linie IV-IV von Fig. 2, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V von Fig. 2,

Fig. 6. eine einen Bestandteil des Rotorblattes nach Fig.1-5 bildende Manschette bzw, Ansatzende-Paßstücke in perspektivischer Darstellung,

Fig. 7A-E das Herstellungsverfahren für ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Rotorblattes mit voller Überdeckung, . · ~

Fig. 8, 9 den Zusammensetzvorgang bei der Herstellung des abgewandelten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotorblattes mit voller Abdeckung aus zwei Hälften, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 10 den Ansatzendabschnitt des auf diese Weise zusammengesetzten abgewandelten Ausführungsbeispiels des die volle Überdeckung aufweisenden erfindungsgemäßen Rotorblattes, ,

Fig. 11 ein Ausführungnbeispiels eines allseitig zusammengesetzten Hubschrauber-Rotorblattes nach der Erfindung in voll überdeckter Ausbildungsform, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 12 das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäLen Rotorblattes, eines sogenannten Drehmoment-Rohr-Rotorblattes, in perspektivischer Teildarstellung,

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Fig. 13 4en Holm und die an der nachlaufenden Kante befindliche Tasche des Rotorblattes von Fig. 12 im Querschnitt,

Fig. 14 das Herstellungsverfahren des Ausführungsbeispiels eines BrehmomenfrRohr-Rotorblattes, im Querschnitt,

Fig. 15 das Zusammensetzverfahren des Ausführungsbeispiels des Drehmomenfe-Rohr-Rotorblattes, im Querschnitt, , ,

Fig. 16 ein weiteres Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hubschrauber-Rotorblattes in Draufsicht,

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie 17-17 von FIg. 16,

Fig. 18 ein Ausfuhrungsbeispiels des grundlegenden Holmes für ein erfindungsgemäßes Rotorblatt in perspektivischer' und vergrößerter Seildarstellung,

Fig. 19 das Verfahren zur Anbringung des Rotorblattes an einer Rotornabe _s wobei das Ansatzende des zusammengesetzten Hubschrauber-Rotorblattes nach der Erfindung perspektivisch gezeigt ist,

- Fig. 20 das Rotorblatt in teilweise abgebrochener Seitenansicht zur Veranschaulichung der Torsion oder des Drehmomer Schuhes, " ·

Fig« 21 einen Schnitt längs der Linie 21-21 von Fig. 20.

Das in Fig. 1 veranschaulichte aerodynamische Rotorblatt nach der Erfindung ist als für einen Hubschrauber bestimmt veranschaulicht, jedoch besteht in gleicher Weise auch eine Anwendbarkelt als Hubschraüber-Heckrotorblatt oder als irgend"

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eine Art einer Flügelaus "bildung, beispielsweise für ein aerodynamisches Propellerblatt, Mehrere Blätter 16 verlaufen in Radialrichtung aus einer Rotornabe heraus, wobei eine Drehung mit derselben erfolgt, um eine Anhebewirkung au erzielen. Das erfindungsgemäße Rotorblatt 16 kann in Verbindung mit irgend einem bekannten Hubschrauberrotor verwendet werden_s beispielsweise dem angelenkten Rotor nach der US-PS 3 -097 701, dem starren Rotor nach der US-PS.3 409 249 und dem mittels eines Elastomers gelagerten Rotor nach der US-PS 3 111 172. Das Rotorblatt 16 umfaßt ein Ansatzende 20, eine Spitze 22 _s eine vorlaufende Kante 24_? eine nachlaufende Kante 26, eine obere Flügelprofilfläche 28,■ eine untere Plügelprofilflache und eine Längsachse 32. Die Spannweite des Blattes entspricht einem Wert-Ss die Blattiefe entspricht einem Wert 0.

Fig. 2-5 zeigen ein erstes Ausfüfarungsbeispiel eines Insgesamt susammengesetzten Rotorblattes nach der Erfindung in lorm · eines voll überdeckten Blattes» Bas Blatt -16 besteht aus einer oberen und einer unteren oder einer linken oder rechten in Spannweitenrichtung verlaufenden Blatthälfte 16a. hmr» 1Gb₉-die in nachfolgend beschriebener Weise ; zusammengesetzt- sind», Bas Blatt 16 umfaßt eine Doppelhdmanordnung-54₉ welche eine obere Holia&nordnurig 56a sowie eine untere Holmanordnung 36b umfaßtι beide Holmanordnungen sind über eine Mngsacfase 32. und eine auf der Mittellinie liegende Verbindung verbunden,, welche durcii die Profiltiefenlinie 38 des Rotorblattes in einem nicht gewölbten Rotorblatt gebildet ist, wobei diese Bezeichnung in der folgenden Beschreibung der Einfachheit halber beibehalten wird.

Die Holmanordnung 36a umfaßt einen zentralen Kern 40, .welcher im wesentlichen zwischen dem Blattansatz-20 unö. der Blattspitse 22 verläuft, vrob'ei die Innenfläche 42 des-Kernes längs der Blattlängsache 22 und der Profiltiefenlinie 38 verläuft.

Der zentrale Kern 40 besteht vorzugsweise aus Material von geringer Dichte, beispielsweise einer Wabenkonstruktion oder einem maschinell bearbeiteten oder gegossenen Schaumplastikstoff. Jede Doppelholmanordnung besteht ferner aus einem Holm 41» welcher mehrere hochzugfeste Fasern in einer geeigneten Matrix von U-förmigem gefalteten oder gegabelten Querschnitt umfaßtjdie miteinander sowie mit dem zentralen Kern 40 über im wesentlichen die volle Länge des Kernes verbunden sind und dort entlang gegen den Blattansatz verlaufen, um eine Umschlingung zu bilden; insbesondere ist eine erste Schicht oder Gruppe von Schichten aus hochzugfesten Fasern oder Fäden in einer geeigneten Matrix vorgesehen, weiche vorzugsweise als Breitgut ausgebildet und aus vorimprägnierten kontinuierlichen Glasfasern oder anderen hcchzugfasten Stoffen gebildet ist, beispielsweise Graphit oder dem Material 2RD-49 der Firma S₉I,, DuPont und iietallfasersusainmensetzungen. Die erste Gruppe von Schichten dieser Fasern oder Fäden 44 beginnt im wesentlichen an der Blattspitze 46 des zentralen Kernes 40 und verlauft von dort längs der Außenfläche 48 des Kernes 40 zu dem Blattansataende 50 des Kernes 40 sowie dort entlang; darnach sind die .Fasern um sich selbst gefaltet oder zurückgeführt, um eine zusammengesetzte Faser- oder Fadenumschlingung 52 zu bilden; darnach wird eine zweite Heine von Schichten oder lagen dieser Fasern oder Fäden 54 gebildet, welche sich von dem Blattansatzende 50 zu der Blattspitze 46 des Kerngliedes 4Π erstrecken, wo eine Anlage gegen die erste Gruppe von Fäden 44 längs der Linie 56 vorliegt. Demgemäß sind diese Fadenschichten oder -lagen von im wesentlichen U-förmigennj gefaltetem oder gegabeltem Querschnitt, wobei die Umschlingung 52 die Krümmung des U und die Lagen 54j 44 die Schenkel des U bilden. In nachfolgend zu beschreibender Weise werden die Faser- oder Fadenschichtgruppen 54 _} 44 mit dem Zentrallcern 40 längs der Fläche 48 verbunden. Die Schichten der Gruppen 44, 54 können nach lia.h.1 an Stellen

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in kurzem Abstand vom Kernende abgeschlossen v/erden, um einen Verdünnungseffekt in den Schichten 44, 54 zwischen dem Ansatzende 50 und der Spitze 46 des Kerns 40 herbeizuführen. Die Schichtgruppen 44, 54 wirken im Sinne der Bildung einer U-förmigen zusammengesetzten Faserachichteinheit oder eines Holmes 41 zusammen. Der Holm 41 ist mit dem Inneren der Überdeckung 90_ verbunden. Jeder der Doppelholme, beispielsweise das Bauelement 36a,umfaßt auch ein am Ansatzende vorgesehenes Paßstück oder eine Manschette 60 (Fig. 6), vorzugsweise aus Titan^ die Manschette weist mehrere Zapfenlager 62, 64 auf, welche Zapfenaufnahmedurchtritte 66 bzw. 68 umfaßt, durch welche Verbindungsstifte 70 bzw. 72 verlaufen^ diese Stifte verlaufen durch entsprechende Durchtritte in dem Rotor-Nabenmechanismus (nicht veranschaulicht), um hierbei das Rotorblatt 16 mit der Rotornabe zu verbinden, so daß sich- das Rotorblatt hiermit zu drehen vermag. Die Manschetten60 des Doppelholmes 34 werden längs der Linie 61 verbunden. Die Manschette 60 umfaßt auch ein wassertropfenartig geformtes Plattenglied 74, dessen spitz zulaufendes Ende 76 gegen die Rotorblattspitze 72 hin verläuft, während dessen die maximale Dicke aufweisendes gekrümmtes Ende 78 gegen den Blattansatz 20 oder die Nabe hin gerichtet ist. Das Plattenglied 74 bildet vermöge entsprechender Formung zwei glatte Flächen 80; 82, längs deren zusammengesetzte Faser- oder Fadenschichten 54 bzw. 44 des Holmes 41 verlatifen, wobei diese Schichten an dem Glied 74 in nachfolgend zu beschreibender Weise angebracht sind.

Obgleich das Rotorblatt 16 vorliegend mit einem Kern 40 und verschiedenen Füllgliedern aufgebaut beschrieben ist, versteht es sich, daß diese Glieder in erster Linie aus Stabilitätsgründen vorgesehen sind und daß das Rotorblatt 16 grundsätzlich aus zv/ei zusammengesetzten Holmen 41 und einer damit verbundenen Rotorblattüberdeckung 90 aufgebaut ist.

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Wenn diese die Haupfbelastung aufnehmenden Teile 41, 90 genügend starr hergestellt wurden, benötigte man keine anderen gebildemüßigen Teile, und es könnten alle Kern- und Füllglieder weggelassen werden, Dies gilt auch für das Drehmoment-Rohr 122 und die Holme 41 "bei dem Ausfuhrungsbeispxel von Pig. 12-15.

Der Doppelholm 36b ist in genau der gleichen Weise aufgebaut, wie dies vorangehend in Verbindung mit dem Doppelholm 36a beschrieben wurde, wobei die Formgebung im Sinne einer Zusammenwirkung hiermit ausgebildet ist, um einen Doppelholm 34 zu bilden, wenn eine Zusammensetzung erfolgt ist.

Bei einer solchen Doppelholm-Konstruktion liegen unabhängige Belastungswege zwischen dem Rotorblatt und der Nabenanordnung durch jeden Holm 36a, 36b vor; es liegen auch drei zusätzliche las tauf nehmende Wege zwischen jedem Holm 36a, 36b sowie der ' Rotorblatt-Manschettenanbringung vor. Insbesondere bestehen diese Wege aus der Verbindung zwischen dem Plattenende 78 und der Fadenumschlingung 52 sowie den Verbindungen zwischen den Fadenschichten 44, 54 und den Flächen 80 bzw. 82.

Wie sich am besten aus Fig. 3 und 4 ergibt,wirken die Doppelholme 36a, 36b mit Füllmaterial 91, 93 sowie der BlattUberdeckung 90 zusammen, um den Umriß des Rotorblattes zu bilden. .Die Blattüberdeckung 90 ist ebenfalls in zwei Hälften hergestellt, wobei diese beiden Hälften längs der Flächen 92, 94 verbunden sind. Um einen ausreichenden ITerbindungsbereich zu schaffen, wird die Blattüberdeckung sowohl an der vorlaufenden Blattkante 24 als auch an der nachlaufenden Blattkante 26 aufgebaut, wie sich dies aus Fig. 3, 4 ergibt. Die Blattüberdeckung 90 besteht vorzugsweise aus mehreren Schichten von vollimprägniertem Faser- oder Fadenmaterial, vorzugsweise wechselnden * Schichten von Glasfaser- und Graphitfaser-

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schichten, wobei die fasern dieser Schichten auswahlmäßig gegenüber der Blattlängsachse 32 ausgerichtet sind? beispielsweise bilden die lasern in einigen Schichten einen Winkel von +45° gegenüber der Achse 32 ₉ während andere Pasern einen ¥inkel von -45° sit der Achse 32 bilden; andere Schichten weisen lasern auf, die irgend einen gewünschten gewählten Winkel einschließlieh des Winkelwertes 0° gegenüber der Achse 32 bilden so daß die Blattüberdeekung 90 von gewünschter Torsionssteifigkeit ist und "demgeisäS die Torsicnsbelastungen des Blattes aufzunehmen vermag_β Bei einem der bevorzugten' Ausführungsbeispiele nach der Erfindung bilden die Fasern der Schichten 44» 54 des Holmes 41 einen Winkel O⁰J die Schichten der Überdeckung 90 bestehen aus 1/3-Schichten von Fasern mit einer Glasfas-er/lSpoxy-Zusainiaensetzung bei 0° und 2/3-Schichten aus Fasern ron -45° Graphitfaser/Epoxy-Zusamraensetzung· Da die Fasern oder Fäden oder Schichten 44» 54 der Holme 56a, 36b im wesentlichen längs-der Blattlängsachse 32 verlaufen und die !Faserschichten 44_? 54 mit der Mansehettenplatte .74 verbunden BiHd₉ wobei die Manschetten 60 längs der Paßfläche 61 verbunden sind, wirken die Boppelholme 36a₉ 56b in dem Sinne -zusammen, -daß imx-zesentlichen die gesamte Zentrif'Ugalbelastung und die Biegebelastiang des Rotorblattes im wesentlichen aufgenommen werden» ·

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des ilnsatsende-Paßstückes des Rotorblattes oder der Manschette 60, welche mit Jedem der Boppelholme 36a, 56"b verwendbar ist, ergibt sich aus Fig. 6»Um Gewicht zu sparen,, werden die susätzlichen Zapfenlager 62, 64 als im Abstand befindliche Fla-nschglieder 96, 98 hergestellt, welche in Ausrichtung befindliche Durchtritt© 66a, 66b und 6Sa^ 68b aufweisen j. diese Flanschglieder weisen einen Abstand auf, wobei dazwischen ein Schlitz- 104 gebildet wird, wa jeweils ein entsprsehendes {nicht veransßliatilichtee glied von einem (nicht veranschaulichten) mit der Nabe ver-

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bundenen Glied nebst allen vorgesehenen Durchtritten aufzunehmen. Verbindungcotifte* beispielsweise Stifte 70, 72 von Fig. 2,verlaufen durch die in Ausrichtung befindlichen Durchtritte in jedem der Zapfenlager 62, 64, um eine zusätzliche Haltewirkung, zwischen der Manschette 60 sowie dem Nabenverbindungsglied zu schaffen» Es ist wichtig, daß die Manschette 70 vermöge entsprechender Herstellung eine minimale Scherbelastung in der Verbindung zwischen den Flächen 80, und den beiden der Schichten 44, 54 aufweist. Mit der wassertropf ehartigen Ausbildungsfozmder Platte 74 ist diese Verbindungs-Scherbelastunft minimal und ergibt sich graphisch aus der strichpunktierten Darstellung von Fig. 6, um zu veranschaulichen, daß die maximale Scherbelastung an der Spitze 76 der Platte 74 auftrittj die praktisch gewonnenen Erfahrungen zeigen, daß der S cherb'elastungs verlauf gut innerhalb tolerierbarer Grenzen liegt.

Aus Fig. 8-11 ergeben sich Einzelheiten sowie die Zusammensetzung des die volle Überdeokung aufweisenden Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Rotorblatts, Fig. 8 zeigt die Doppelholme im Abstand jedoch zueinander ausgerichtet in teilweise aufgebrochener Darstellung, so daß die beiden Holmanordnungen 36a, 36b nach dem Zusammenbringen und "Verbindung von deren zentralen Kerngliedern 40 gewissermaßen die Anordnung 34 bilden, wie sie sich in Querschnittdarstellung aus Fig. 10 ergibt. Tatsächlich sind bei dem Ausführungsbeispiel mit voller Überdeckung des Rotorblattes die gesamten Halbblätter 16a, 16b (in Fig. 9 auseinandergezogen dargestellt) miteinander zur Bildung des Blattes 16 verbunden. Wie sich aus Fig. 11 ergibt, ist das nichtgebilde;mäßige Füllmaterial 110 an der Rückseite der Holme 36a, 36b gelegen^ um diese nicht gebildemäßigen Glieder 110 in Gegenrichtung auszugleichen, sind entsprechende nicht gebildemäßige Gegengewichte in dem Inneren der vorlaufenden Kante 24 angeordnet. Füll-

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material 110 und das Kernglied 4-0 sowie irgendwelches andere erforderliche Füllmaterial können aus einem einzigen integralem Stück bestehen. Der Kern 40 und das !Füllmaterial 110 "bewirken die gleiche Formstabilitätswirkung. Die Gegengewichte 112 sind vorzugsweise aus mit Bleischrot gefülltem Polymer nach Art der US-PS 3 323 577gefert±gtj die nichtgebildemäßigen Glieder 110 bestehen vorzugsweise aus Material von niedriger Dichte, beispielsweise Wabenmaterial oder Plastikschaum. In gev/issen Rotorblättern mögen Gegengewichte 112 nicht erforderlich sein. Die Gegengewichte 112, die Holme 36a, 36b sowie die !Füllstoffe 110 der nachlaufenden Kante und die äußere Abdeckung 90 wirken vermöge entsprechender Formgebung beim Aufbau einer Hälfte eines Flügelprofilabschnittes zusammen, so daß ein komplettes Flügelprofil gebildet wird, wenn eine Hälfte 16a" des Blattes mit der zweiten Hälfte 16b verbunden wird. Die Abdeckung oder Haut 90 besteht vorzugsweise aus mehreren Schichten von hochbelastbarem zusammengesetzten Fasermaterial, beispielsweise wechselnden Schichten aus zusammengesetzten Glasfaser- und Graphitfaserschichten, wobei deren Fasern in unterschiedlichen Richtungen gegenüber der Längsachse 32 des Blattes verlaufen. Beispielsweise bilden in einigen der Schichten die Fasern einen positiven Winkel von etwa 45°zu der Achse 32, während in einigen Schichten die Fasern einen negativen Winkel von etwa 45° mit der Achse 32 bilden. Andere Schichten weisen Fasern auf, die auswahlmäßig so ausgerichtet sind, daß beim Verbinden verschiedener Schichten eine Abdeckung oder ein Drehmoment-Rohr 90 entsteht, das/eine hohe Drehmomentbelastbarkeit aufweist und demgemäß die !Eors ions belastung des. Blattes auf nimmt, da das Drehmoment-Rohr 90 sowohl mit dem Doppelholm 34 als auch den Ansatzende-Paßstücken 60 verbunden ist. Da jeder der Doppelholme 36a," 36b den. zusätzlichen in Spannweitung verlaufenden, aus Fasern hoher Zugfestigkeit zusammengesetztem Holm 41 und das zentrale Kernglied 40 in Verbindung mit-

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einander umfaßt,, wobei auch das Manschettenglied 60 damit verbunden ist, dient der Doppelholm 34 sowohl zur Aufnahme von Zentrifugal- als auch Biegebelastung des Blattes und überträgt diese Belastungen auf die Nabe über die zusätzlichen Belastungswege jedes Holmes 36a, 36b sowie durch den Dreifachbelastungsweg, der gemäß der vorangehenden Beschreibung von jedem Doppelholm 36a, 36b zu der Manschette und von dort zu der Nabe verläuft» Eine Verbindungskappe 116, die aus einem Glasfasern und Kohlenstoff umfassenden zusammengesetzten Material oder einem anderen zusammengesetzten Material hergestellt sein kann, wird mit den zusamraengestossenen vorlaufenden Kanten 24 der Blatthälft^n 16a, 16b verbunden, um die Haftung dazwischen zu verbessernj ein Spannungsschutz-Stab» abschleifstreifen 118 kann darüber angeordnet sein. Dieser Streifen besteht vorzugsweise aus.Metall. Fig. 11 zeigt das Ausführungsbeispiel eines Rotorblattes mit voller tiberdeckung in perspektivischer Ansicht,wobei eine Spritzenkappe 102 an dem äußeren Ende des "Blattes vorgesehen ist. Das volle Abdeckblatt ist demgemäß als ein eine Einheit bildendes Blatt zu betrachten, wobei alle Teile desselben miteinander verbunden sind und wobei die Blattabdeckung 90, die aus lasermaterial zusammengesetzten Holme 41 und die Manschette 60 die zur Auf-

nähme der Belastung dienenden Hauptbestandteile darstellen.

Nachfolgend wird das Herstellungsverfahren für das Ausführungsbeispiel des Rotorblattes mit voller "überdeckung und allseitiger Zusammensetzung veranschaulicht. Die beiden bei der Herstellung verwendeten größeren Werkzeuge sind eine muschelartige Schale als konkave Formen- zur Festlegung des Umrisses der Flächen 28 bzw. 30 des oberen bzw. unteren Flügelprofils« Jede Blatthälfte 16a, 16b wird genau in der gleichen Weise hergestellt,

Fig. 7A-7D zeigen, wie eine Hälfte des Blattes 16 hergestellt

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wird, wobei die zweite Hälfte in genau der gleichen Weise hergestellt wird, bevor die Blatthälften miteinander gemäß Pig, 7E verbunden werden. Als erster Schritt wird vorgeschnittene, vorzugsweise vorgetränkte Glasfaser-Spoxy-und Pasergraphit-Breitware über den inneren Umriß der konkaven Porm 120 aufgelegt» Diese" Lagen oder Schichten von Glasfaser-Epoxy~und Graphit-Breitgut werden vorzugsweise einzeln und wechselnd bei gewählten Winkelausrichtungen aufgelegt, so daß sie eine Blattüberdeckung 90 von gewünschter Dicke aufbauen. Die Schichten werden gegenüber den Pormschnittlinien 122, 124 überlappend aufgebracht. Zusätzliche Schichten dieses Materials sind vorzugsweise an der vorlaufenden und nachlaufenden Kante des Blattes enthalten, um einen maximalen Verbindungsbereich herzustellen, wenn die beiden Blatthälften schließlich gemäß Pig. 7E zusammengesetzt werden. Der Aufbau der vorlaufenden und nachlaufenden Kante ergibt sich' am besten aus Pig. 3$ 4. Nunmehr kann man den susätzlichen Paden- oder Pasernholm 41. der Holmanordnung 36 auflegen« Darauf legt man eine Reihe vorgetränkter Glasfaserschichten auf, vorzugsweise mit G-lasfaserrovings oder Pääen, die in der Richtung der Spannweite des Holmes oder der schließlichen Blattlängsachse 32 verlaufen. Man beginnt das Auflegen dieser Schichten gegen die Spitze der,-Porm 20, wobei die Schichten unmittelbar gegen das Material der unbehandelten Überdeekung aufgelegt werden, wobei sich die Schichten zu dem Ansatzende des Rotorblattes oder dem Ende der Porm 120 erstrecken und daran entlang verlaufen, wobei zu mindest eine gleiche Länge jeder Schicht oder Lage unterhalb oder oberhalb der Porm verlauft, wenn rie in der Porm aufgelegt wird. Die Überdeekung 90 könnte auf Wunsch gehärtet werden, bevor das Auflegen des Holmes begann. Vorzugsweise "beginnt jeder der sekundären zusammengesetzten Schichten aus Glasfasermaterial bei verschiedenen Entfernungen von dem Pormspitzenende, um einen Verdünnungseffekt in dem Holm zwischen dem Rotorblattansatz und der Blattspitze zu erzeugen.

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Alsdemn besteht die Möglichkeit, das aus Titan bestehende ansatzseitige Endpaßstiiclc oder die Manschette 60 anzubringen, nachdem deren Flächen 80, 82 so bearbeitet wurden, daß eine gute Verbindungsfläche hergestellt wirdj nachfolgend wird ein Klebemittel aufgetragen,· beispielsweise vom Typ AP 126. Eine ähnliche Klebemittelschicht wird auch vorzugsweise zwischen der Manschette 60 und der Blattüberdeckung 90 angebracht« Die Manschette 60 wird alsdann auswahlmäßig an den Glasfaser-Breitgut-Schichten angeordnet, die auf diese Weise übereinandergestapelt wurden, wobei übliche Festlegungsmittel verwendet werden, beispielsweise Stifte, Klammern oder andere Mechanismen, um das Ansatzende-Paßstück 60 und insbesondere das keilförmige Plattenglied 74 gegenüber der Form richtig anzubringen. Alsdann nimmt man auf einer Schicht/ Schicht-Basis beginnend mit der innersten Schicht des Glasfaser-Breitgutes die Hälfte jedes zusammengesetzten Glasfaserstreifens, welche sich über die Form erstrecken, und wickelt diese rund um die freiliegende Seite des Keilgliedes 74 der Manschette 60, wodurch diese Schicht glatt nicht nur gegen die Keilgliedfläche sondern auch gegen die Fläche der Glasfaserschichten 44 anliegt, welche schon verlegt wurden». Diese Schicht wird von dem Blattansatzende der Form im wesentlichen zum Blattspitzenende der Form verlaufen gelassen. Jede sich auf diese Weise erstreckende Schicht wird aufeinanderfolgend auf diese Weise aufgelegt. Obgleich die aus Breitgut bestehendea Faserschichten oder - lagen vorzugsweise aus getränktem Fasermaterial bestehen, versteht es sich, daß das Fasermaterial auch trocken aufgelegt werden kann, wobei die Plastikbestandteile eingetränkt werden, wenn sich das Material in der Form befindet.

Sowohl für die Überdeckungsschichten als auch die Holmschichton X7ird Breitgut in gewebter oder ungewebter Form" verwendet, wobei die Rovings jeder Schicht derselben in der ge-

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wünschten Richtung oder den gewünschten Richtungen verlaufen.

Man ist nun in der Lage, den Teil der Rotorblatthälfte zu härten, wie er bis zu diesem VerarbeitungsZeitpunkt aufgeschichtet wurde« Man verwendet übliche Elemente, um dies durchzuführen, einschließlich Ummantelung des auf diese Weise aufgeschichteten Rotorblattes in einem Vakuumbeutel. Ablaufgewebe und Abdichtplatten (caul/plates) werden vorzugsweise rund um das Material angebracht, bevor die Form in den Vakuumbeutel eingebracht wird. Der Beutel wird alsdann in Vakuum eingebracht, um die Schichten gegeneinander und das gesamte Werkzeug zu verdichten, wie die Schichten in ihrem gegenwärtigen Zustand aufgeschichtet sind; die Anordnung wird in einen Autoclaven unter Wärme- und Druckbedingungen -eingebracht, um den Härtevorgang durchzuführen. Der nächste Schritt besteht darin, das zentrale Kernglied 40 örtlich anzubringen, dessen Funktion in der Stabilisierung des Restes des Rotorblattes liegt; dies braucht nicht erforderlich zu sein, wenn die Überdeckung 90 und die zusammengesetzten Faserholme 41 ausreichend starr sind. Der zentrale Kern besteht aus Material von geringer Dichte, beispielsweise gegossenem oder maschinell vorbearbeitetem Schaum oder Wabenmaterialι obgleich das Material mit einem Rechteckquerschnitt veranschaulicht ist, könnte auch irgendein änderer Querschnitt gewählt sein,beispielsweise ein I-Querschnitt. Das Kernglied 40 wird auf den zusätzlichen zusammengesetzten U-förmigen Faserholm aufgeschichtet, wobei vorzuziehen ist, daß eine Schicht des Klebemittels sich dazwischen befindete Obgleich bevorzugt das Kernglied 40 zu diesem Zeitpunkt des Blattherstellungsganges eingesetzt wird, versteht es sich, daß der Rest des Blattes hergestellt werden könnte, wobei das Kernglied 40 zu einem späteren Zeitpunkt eingefügt und mit dem Rest des Blattes in üblicher Weise verbunden wird. Das Füllglied 110 für die nachlaufende Kante,' ■welches aus Wabenmaterial öder Schaumstoff bestehen- kann, kann,

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in der Form immer unmittelbar gegen die ungehärteten Schichten der Überdeckung oder des Drehmoment-Rohres 90 sowie.zu der nachlaufenden Kantenseite des Kernes 40 angeordnet werden, wobei eine Anlage gegen den Kern 40 herbeigeführt wird, jedoch werden vorzugsweise die Überdeckung 90 und der Kern 41 gehärtet, bevor der Kern 40 und das Füllmaterial 110 miteinander verbunden werden. Zu diesem Zeitpunkt werden Gegengewichte 112 eingesetzt. ·

Wenn das Rotorblatt nach Art von Fig. 7C aufgeschichtet ist, wird die Form 120 als nächstes fest angebracht, wobei diese !Rotorblatthälfte maschinell bearbeitet wird, und zwar unter Anwendung einer Vorlageschneidmaschine oder einer anderen zweckmäßigen Vorrichtung oder eines Verfahrens, um die genaue Profiltiefenlinie 38 des Rotorblattes gemäß Fig. 7D zu erzielen.

Die andere Hälfte' des Rotorbla.ttes 16 wird genau in der gleichen Weise hergestellt, wobei die Massenverteilung der beiden maschinell bearbeiteten Rotorblatthälften 16a, 16b alsdann bestimmt wirdj es können erforderliche Korrekturen durchgeführt werden, um die richtige Hassenverteilung in dem fertiggestellten vollen Rotorblatt sicherzustellen. Beispielsweise könnte die Massenverteilung der Blatthälften erforderlichenfalls korrigiert werden, indem auswahlmäßig Gewichtsanteile zu dem Gegengewicht 112 der vorlaufenden Kante zugefügt oder hiervon entfernt werden.

Ha beiden Blatthälften 16a, 16b werden darnach gemäß Fig. 7E miteinander verbunden, indem geeignete und zweckmäßige Lagerund Verbindungselemente verwendet werden. Um eine gute Berührung zwischen-den beiden Halbblatt-Profiltiefenlinien 38 zu erzielen, kann es günstig sein, eine Schicht aus einem gebildemäßigen zusammengesetzten Material, beispielsweise eine

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Schicht aus vorgetränktem klebenden Glasfasertuch, über den aneinanderstoßenden Flächen der beiden Blatthälften anzubringen.

Ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Rotorblattes, welches als Drehmoment-Rohr-Rotorblatt bezeichnet wird, ergibt sich aus Fig.· 12, 13, wobei.das Herstellungsverfahren und die Zusammensetzung hiervon in Fig. 14, 15 veranschaulicht sind. Das Ausführungsbeispiel des Drehmoment:-» Rohr-Rotorblattes ist sehr ähnlich dem eine volle Überdeckung aufweisenden Ausführungsbeispiel des Rotorblattes von Fig. 1-11, unterscheidet sich jedoch darin, wie sich am besten aus Fig. 12, 13 ergibt, daß die miteinander verbundenen Holmanordnungen 36a,. 36b, von denen jede ein zentrales Kernglied 40, einen zusätzlichen U-förmigen Faser- oder Faden-Holm 41, ein rückwärtiges Holm-Füllglied 119, ein Füllglied 91 für die vorlaufende Kante, ein Gegengewicht 112 für die vorlaufende-Kante und eine Manschette 60 bei Zusammenfügung längs der Profiltiefenlinie 38 umfaßt _s innerhalb eines Drehmoment-Rohres 122 eingemantelt sind, um eine Drehmoment-Rohranordnung 124 zu bilden. Ein Blitzableiter-Verschleißstreifen 118 (lightning rod-äbrasion strip) ist vorzugsweise an der vorlaufenden Kante, des Rotorblattes angebracht. Mehrere nicht gebildemäßige Taschen 126 an der nachlaufenden Kante sind mit der hinte-. ren Fläche 128 der Doppelholm-Drehmoment-Rohranordnung 124 verbunden und so ausgebildet, daß eine Zusammenwirkung bei d.er Bildung der Querschnittsform des Flügelprcfils des Rotorblattes 16 vorliegt. Die Taschen 126 können von üblicher Ausbildung sein und vorzugsweise aus richtig überdecktem Wabengebilde-Rippen- oder Schaumfüllmittel hergestellt seil?.. Die . vorlaufende Kante der Doppelho3.m-Drehmoment-R.ohranordnung bildet die vorlaufende Kante 24 des Rotorblattes 16, während das schmale Ende der schräg zulaufenden Taschen 126 die nach-

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laufende Kante 26 des Rotor"blattes "bildet« Der Hauptunterschied zwischen dem Drehmoment-Rohranordnungs-Rotorblatt von Pig. 12, 13 und dem eine volle Überdeckung aufweisenden Rotorblatt von Pig. 1-11 liegt darin, daß im ersteren der Doppelholm 34 nebst entsprechendem !füllmaterial und G-egengewichtmaterial innerhalb einer Blattüberdeckung 90 eingemantelt ist_s ^r diese Teile bilden das gesamte Flügelprofil des Rotorblattes, während bsi dem · letztgenannten Ausführungsbeispiel der Doppelholm 34 innerhalb des Drehmoment-Rohres 122 eingemantelt ist, welches der Überdeciding 90 entspricht, um die Doppelholm-Drehmoraent-Rohranordnung 124 zu bildenj die Taschenglieder 126 sind daran angebracht, um dLe Querschnittsform des Rotorblattes 16 zu bilden. Sowohl die Drehmoment-Rohranordnung 124 als auch das die volle Überdeckung aufweisende Rotorblatt 16 sind voll verbundene Einheiten. Obgleich mehrere nicht gebildemäßige Taschen 116 veranschaulicht sind, kann eine zusammenhängende Tasche auf Wunsch verwendet werden. Ferner könnte eine volle gebildemäßige Abdeckung sowohl die Anordnung 124 als a.uch die Tasche oder Taschen 126 ummanteln.

Pig. 14 zeigt das Herstellungsverfahren einer Hälfte der Doppelholm-Drehmoment-Rohranordnung 125 des Rotorblattes 16. Pig. 14 entspricht Pig. 7A-D. In ähnlicher Weise wie dies der Anwendung und Beschreibung von Pig. 7A-D entspricht, werden die verschiedenen Schichten des Materials des Drehmoment-Rohres 122 in gewählten Bereichen gegeneinander längs der inneren Fläche der konkaven Form 120 aufgeschichtet. Das Drehmoment-Rohr 122 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material und ist in gleicher Weise hinsichtlich der Faserorientierung wie die Blattüberdeckung 90 hergestellt. Das zusammengesetzte Faden- oder Fasermaterial des Holmes 41 wird nun in richtiger Stellung gegen die Drehraoment-Rohrschichten 122 aufgeschichtet, wobei die gleichen Stoffe und das gleiche Verfahren wie für den Holm 41 in Fig« 7A-D angewendet werden. Das Manschettenglied 60

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wird darnach in die Stellung wie bei dem Verfahren von Fig» 7 gebracht, und die Fasern des Bornes werden· rundherumgewiclcelt, um hiermit verbunden und iiaufeinanderfolgenden Schichten aufgeschichtet zu werden, welche sich von dem Formansatzende zu der Formspitze gegen die schon aufgeschichteten Holmschichten erstrecken. In der vorangehend in Verbindung- mit Pig. 7A-D beschriebenen Weise-wird darnach die so aufgeschichtete Drehmoment-Rohranordnung, gehärtet. Das Kernglied 40, das Füllglied 119 und das Gegengewicht 112 werden alsdann in die Lage gemäß Fig. 14 gebracht. ¥eim die Abwandlung des Drehmoment-Rohres auf diese ¥eise aufgeschichtet ist,- wird ein maschineller .Bearbeitungsvorgang angewendet, um die Holmhälfte auf die richtige Profiltiefenlinie 38 wie bei dem Gebilde von

Pig, 7A-D maschinell zu bearbeiten. Die zweite Hälfte des Holmes wird in ähnlicher Weise bearbeitet, wobei die beiden Holmhälften gemäß Pig.15 in der gleichen Weise miteinander verbunden werden, wie dies für das Ausführung.cbeispiel gemäß Pig. 72 niit voller tJberdeckung geschieht, um die Doppelholm- DrehtHoraent-Rohranordnung 124 zu bilden, an welcher die der nachlaufenden Kante entsprechenden Taschen 126 gemäß Pig. 12, 13 angebracht werden.

Aus den vorangehenden Ausführungen ergibt sich, daß das insgesamt zusammengesetzte Rotorblatt 16, sei es das Ausführungsbeispiel mit voller überdeelcung gemäß Pig. 1—11 oder das Ausführungsbeispiel mit Drehmoment-Rohranordnung gemäß Pig., 12-15, einen Doppelholm 34 umfaßt, wobei die üblichen Belastungen des Rotorblattes durch andere !Teile als beim Stand der Technik aufgenommen werden. Da beispielsweise die Gla-sfaser-Rovings oder Fäden des aus Fasermaterial zusammengesetzten Holmes 41 insgesamt im wesentlichen in der Richtung der Rotorblatt-Spannweite oder der.Rotor-Längsachse verlaufen, tragen diese Faserstoffe den Hauptanteil der Tentrifugalbelastung ■des Rotorblattes, eigentlich aber keine Sorsionsbelastung.

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Wenn diese Glasfaser-Faden-Holme 41 durch die zentralen Kernglieder 40 von geringer Dichte aufgelagert werden, wirkt diese Anordnung hiermit zusammen, um die Rotorblatt-Biegebelas'tungen aufzunehmen. Um die Rotorbla/tt-Torsionsbelastungen aufzunehmen, und zwar sowohl "bei dem Ausführungsbeispiel mit voller tberdeckung gemäß 5¹Xg. 1-11 als auch bei dem Ausführungsbeispiel mit Drehmoment-Rohranordnung gemäß Fig. 12-15, verwendet man Glasfasern und/oder andere Fäden, vorzugsweise von hohem Modul, wobei die Aufschichtung bei gewählten Winkeln gegenüber der Spannweitenrichtung oder Längsachse 32 des Rotor.blattes erfolgt, so daß diese verschiedenen Fadenschichten. im Sinne der Bildung einer "torsionssteif en Rotorblatt-Überdeckung 90 gemäß Fig. 1-11 und eines Drohmoment-Röhres 122 gemäß Fig. 12-15 zusammenwirken. Man verwendet Graphitfasern oder anderes Fasernmaterial von hohem Modul in der Überdeckung 90 und dem Drehmoment-Rohr 112 genau so gut wie Glasfasern, weil die Graphitfäden eine hohe Steifigkeit aufweisen. Borfasern ergäben ebenfalls eine zufriedenstellend hohe Steifigkeit zur Anwendung in Verbindung mit den Glasfasern zwecks Erzeugung der die hohe lorsionssteifigkeit aufweisenden Überdeckung 90 oder des Drehmoment-Rohres 122. Obgleich das Rotorblatt gänzlich aus Glasfaser- öder Faden-Zusammensetzungen hergestellt sein könnte, ergäben nach aller Wahrscheinlichkeit derartige Ausführungsbeispiele ein schwereres Rotorblatt, da eine Gewiehtsreduzierung durch die Anwendung der Graphit- o'der Borfasern erzielt wird.

Um die Qualitäten des Rcttorblattes hinsichtlich Ermüdungserscheinungen zu verbessern, erwies es sich als günstig, in Spannweitenrichtung ausgerichtete Fasorelemente in der Überdeckung und/oder dem Drehmoment-Rohr 90 oder 122 des Rotorblattes hinzuzufügen. Diese in Spannweitenriohtung verlaufenden Fasern in der Rotorblatt-Überdeckung oder dem Drehmo-

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ment-Rohr 90 bzw. 122 ergebenden zusätzlichen Vorteil, daß ein zweiter lastübertragender Weg für die Zentrifugalbelastungen des Rotorblattes längs des durch den Holm vorgegebenem Weges erzielt werden.

Das erfindungsgemäße Rotorblatt könnte hergestellt werden, indem der Doppelholm gemäß vorliegenden Ausführungen aufgebaut und darnach der so hergestellte Doppelholm in ein Rotorblatt-Überdeckungsglied eingebracht wird, welches vorangehend hergestellt wurde, sei es als ein Stück oder als zwei Stücke. Ferner könnten die Überdeckung 90 (oder das Drehmoment-Rohr 122) nebst den damit verbundenen, aus Fasern zusammengesetzten Holmen 4-1 als Hohlblatt hergestellt werden, wobei nachfolgend Füllmaterial zugegeben wird.

Zusätzlich könnte es bei gewissen Anwendungsfällen günstig seM, Schichten des Fasermaterials der Rotorblatt-überdeckung 90 oder des Drehmoment-Rohres 122 in solche der aus Fasern zusammengesetzten Holme 41 einzustreuen. Diese Einstreukonstruktion ergäbe die Vorteile einer Steigerung der Pestikeit der Verbindung zwischen der Überdeckung und den Doppelholm-Schiohten durch Schaffung.eines größeren Verbindungsflächenbereiches dazwischen und trüge zu einer gleichförmigeren Anordnung der verschiedenen zusammengesetzten Faser- schichten rund um die neutrale Achse der Üherdeckungs-Holm- ■ Anordnung bei, um eine Rotorblattverwerfung zu vermeiden, welche durch die Differenz der¹" elastischen !eigenschaften und den Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen der Haut 90 oder dem Drehmoment-Rohr 122 sowie den Materialschichten des Holmes 41 hervorgerufen sein könnte.

Bei der· vorangehenden Beschreibung in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen von Fig. 1-15 des erfindungsgemäßen Hubschrauber-Rotorblattes sind gesonderte hochbelastbare

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Fasern oder Paden an gegenüberliegenden Seiten des zentralen Kernes erwähnt worden. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung verlaufen die Fasern an einer Seite des zentralen Kernes von der Rotorblattspitze zu dem Ansatz, werden um einen Haltestift herumgesehlungen und verlaufen an der gegenüberliegenden Seite des zentralen Kernes von dem ansatzseitigen Ende des Rotorblattes zu dessen Spitze zurück. Dieses Ausführungsbeispiel ist nachfolgend in Verbindung mit Fig. 16-21 erläutert.

Bin Hubsehrauber-Rotor 10' gemäß Fig. 16 umfaßt mehrere zusammengesetzte Rotorblätter 16', welche radial von einer Kabe 12' ausgehend hiermit drehbar sind, um eine Hebewirkung herbeizuführen. Jedes der Rotorblätter 16' ist insofern zusammengesetzt, als dessen größerer Teil aus einem nichtmetallischen Material von geringem Gewicht besteht, beispielsweise Glasfaser und, Epoxyharz, wobei jedoch das Rotorblatt über das besondere Ansatzende-Paßstück mit dem Rotor 12' über ein Manschettenglied 18* in nachfolgend zu beschreibender Weise verbunden ist. Das Rotorblatt 16' v/eist ein Ans at z ende 20', eine Spitze 22' eine Flügelprofiltiefe C und eine Spannweite S· auf, wobei eine vorlaufende Kante mit 24' und eine nachlaufende Kante mit 26' bezeichnet sind. Die Nabe 12' kann gemäß der US-PS 3 097 701 ausgebildet sein.

Gemäß Pig. 17 umfaßt das Rotorblatt 16' einen gebildemäßigen Holm 130 mit Füllmaterial, beispielsweise Schaumstoff oder Ifabenmaterial, welches vor dem Holm in Form eines Füllmaterials 132 für die vorlaufende Kante und hinter dem Holm in Form eines Füllmaterials 134 für die nachlaufende Kante ausgebildet ist. Das Füllmaterial 132 für die vorlaufende Kante kann ein Gegengewicht 136 umfassen, welches über die Spannweite S' des Rotorblattes aus Gründen des aerodynamischen Ausgleichs verläuft. Der Holm 130, das Füllmaterial 132 für die vorlau-

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fende Kante,mit oder ohne G-e^eiirjewichte 136, sowie das !Füllmaterial 134 für die nachlaufende Kante sind miteinander verbunden und innerhalb der Haut 133 umgewickelt.

Der KoIm 130 ergibt sich am "besten aus Pig. 17-19 und umfaßt ein zentrales Füllglied 140, welches von der Holmspitze des Rotorblattes zu dem Hplmansatzende des Rotorblattes verläuft und zwei Seitenflächen 142, 144 aufxveist, die parallel zu gegenüberliegenden Seiten der Plügelprofiltiefenlinis 146 verlaufen und hiervon einen Abstand aufweisen« Die vordere Fläche 148 des Füllgliedes 140 ist an dem vorderen Füllglied 1.32-angebracht-j die rückwärtige Fläche 150 des zentralen Pullglied.es 140 lot an dem hinteren Füllglied 134 durch übliche Verbindungsmittel angebracht. Hehrere Fasein 151, beispielsweise in einer llichtung verlaufende Glasfasern oder Borfasern, verlaufen von der Eolmspitze 152 an einer Seite des zentralen Füllgliedes 140.sowie längs der Rotorblatt-Spannveite zu dem Holm-Ansatzende 154 bzw.., oberhalb desselben, lYobei die Fasern sich aufeinander nach Rückwärts führung im Sinne von Schleifen 156 verdoppeln u« darnach längs der gegenüberliegenden !fandung 142 des zentralen Gliedes 140 wiederum zu der Holmspitze verlaufen. Die Paserglieder 151 sind vorzugsweise kontunuierlich und werden aufgelegt, um ein U-Profil zu bilden. Die Mehrzahl der Fasern 151 ist mit den gegenüberliegenden. Seiten 142, 144 des zentralen Füllgliedes 140 sowie miteinander durch übliche Verbindungsmittel verbunden. Das G-lied 151 kann aus einer Reihe .von einzelnen Rovings, Stoffen oder Breitgut bestehen. Wie sich am besten aus Fig. 19 ergibt, verläuft der Stift 160 durch die Schlaufe 156, wobei dessen gegenüberliegende Enden durch in Ausrichtung befindliche Durchtritte verlaufen, beispi3lsweise einen Durchtritt 162 in der J.lotorblatt-hanschette 18', die wiederum durch übliche Bolzenmechanisroen über einen Bolzenflansch 164 mit der Rotorblattnabe 12' verbunden ist. Die

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OfBOiNAL INSPECTED

Rotorblatt-Manschettenansätze 170, 172 überlappen den Rotorblatt-Holm sowohl an seiner oberen als auch unteren Fläche 144 bzw. 146 und sind damit verbunden, um die primären und . zusätzlichen Zentrifugal-Belastungswege von dem Rotorblatt zu der Rotornabe zu bilden« Die Stift/Kansehetten-Anordnung bildet einen sekundären Lastweg für solche Belastungen, welche im Falle einer lösung sowohl der oberon als auch unteren Rotorblatt/Hans ehe tten- Verbindungen entstehen.

Demgemäß ist das Rotorblatt 16' mit der Nabe 12' durch zusätz liche Lastenübertragungswege gegenüber der Rotorblatt-Zentrifugalbelastun°, verbunden. Der erste dieser Wege ist die Verbindung zwischen der inneren Fläche 173 des Manschettenansatzes 170 und den Fasergliedern 151 £ der zweite dieser liege ist die Verbindung zwischen der inneren Fläche 175 des Manschettenansatzes 172 und den Fasergliedern 151J der dritte. Lastenübertra,gungsweg verläuft über den Haltestift 160 zu dem inneren Teil des Manschettengliedes 18'. Diese drei Wege sind durch Pfeile A, B, C in Fig. 20 veranschaulicht.

Wie sich am besten'aus Fig. 19 ergibt, umfaßt die Haut 138 des Rotorblattes 16' mehrere Schichten, beispielsweise Schichten 161, 163, aus Fasergliedern, die in verschiedenen Richtungen gegenüber der Rotorblattachse oder der Spannweite S¹ verlaufen, vorzugsweise in einem Winkel von 45 an gegenüberliegenden Seiten derselben, und zwar Schicht auf Schicht. Dieser Aufbau ergibt bevorzugt eine Festigkeit der Haut in verschiedenen Richtungen unter Einwirkung von Belastungen auf das Rotorblatt.

Zusätzlich ummantelt vorzugsweise ein Torsionsschuh 180 (Fig. 21) das'Rotorblatt an seinem ansatzseitigem Snde, um Torsionsbelastung en aufzunehmen. Auswahlmäßig geformte Füllplatten-

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glieder 174, 176 sind an den Flächen 148, 150 des zentralen ■füllgliedes 174 angebracht und hiermit verbunden und wirken mit dem Holm 16^f sowie den Gliedern 170, 172 im Sinne des Aufbaues eines Gebildes von im wesentlichen kreisförmigem oder ovalem Querschnitt zwecks Auflagerung des Drehmomentschuhes' 180 zusammen. Der Drehmoment- oder Torsionsschuh 180 ummantelt das zylindrische oder ovalförmige Gebilde, das auf diese Wei? se hergestellt wird, und zwar ale eine Kehrzahl von Schichten, welche verschiedene ¥inkel an gegenüberliegenden Seiten der Blattachse oder Spannweite S' bilden, was durch oine linie

184 in Fif;. 20 dargestellt ist. Wie sich am besten aus 3Pig. t

ergibt, bilden die Rovings der Schichten 186 einen !finkelvon etwa 45 an einer Seite der Achse 184, während die Rovings der dartiberliegenden Schicht 188 einen Winkel von etwa 45° an der gegenüberliegenden Seite der Längsachse 184 bilden. Diese mehreren Schichten, beispielsweise die Schicht 186, 188, bilden demgemäß den Torsionsschuh 180, welcher zur Aufnahme von Torsionsbelastungen zwischen dem Rotorblatt 16' sowie der Nabe 12' dient.

Die Manschette 18^f besteht vorzugsweise aus Titan.

Die "Verbindung der verschiedenen Teile des Rotorblattes kann durch Aufs chi cht-ung des Rotorblattes in der erläuterten ¥eise geschehen, wonach das Rotorblatt in einen geeignet geformten Autoclaven oder ein Eormsystem unter richtigen üblichen Temperatur- und Druckparametern eingebracht wird, um die gewünschte Elügelprofilform-zu erzeugen.

Die Holmfasern 151, die Rotorblatt-Haut-Pasern 161, 163 und die Drehmoment-Schuh-Schichten 186, 188 sind vorzugsweise als Paserzusaiamensetiungen ausgebildet, beispielsweise als mit Epoxyharz getränkte Glasfasern: jedoch können auch Metalldrähte o.ler verbundene Plastik- oder Metallschicht en änge-

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wendet werden, jeweils entweder als einziges Herstellun'gsmaterial oder in Verbindung mit anderen Herstellungstoxfen'.

Obgleich das Rotorblatt 16' vorliegend in Verbindung mit einem zentralen füllmaterial 140 und den anderen !Füllstoffen 134, 132 beschrieben wurde, wird jeder dieser !Füllstoffe in erster Linie zur Formstabilität verwendet. Obgleich das vorliegende Ausführungsbeispiel als bevorzugt anzusehen ist, versteht es sich, daß die hauptsächlichen Gebildeteile des Rotorblattes 16' durch die Rotorblatt-Haut 138 dargestellt sind, mit welcher das Drehmoment-Rohr 180 sowie der aus Pasern zusammengesetzte Holm 130 verbunden sind. Wenn diese hauptsächlichen gebilde- ' mäßigen Teile 138, 130 genügend starr hergestellt wurden, um alle Rbtorblattbelastungen aufzunehmen, während gleichzeitig, die aerodynamische Form beibehalten wird, würden die Füllstoffe und möglicherweise das Gegengewicht 136 nicht benötigt. Vorzugsweise sind die Rotorblatt-Haut 138, der Drehmoment-Schuh 180; sowie der Holm-130 in gesonderten Schichten hergestellt, wobei die Schichten des Holmes 130 mit den Schichten der Haut 138 sowie des Drehmoment-Schuhes 180 in gegenseitigem Eingriff stehen.

Da das zusammengesetzte Rotorblatt nach der Erfindung fast ausschließlich nichtmetallische Teile umfaßt, ist das Rotorblatt demzufolge lcorrosionsfrei. Ein weiterer, Vorteil des zusammengesetzten Rotorblattes, welches im vorliegenden Fall in erster Linie aus miteinander verbundenen nichtmetallischen Teilen besteht, liegt darin, daß solche Rotorblätter leicht an Ort und Stelle repariertar sind.

Sollte eine Lösung zwischen verbundenen Teilen auftreten, so hat die Erfahrung gezeigt, daß durch jvinfuhren eines bei Raumtemperatur härtenden Epoxyharzes und Anwendung leicht verfügbarer Gewichte, beispielsweise Sandsäcke, eine sehr

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gute Reparatur möglich ist. Bei Beschädigung im Krieg kann · ein Verfahren angewendet werden, das auf dem Gebiet der Reparatur von aus Glasfasern bestehenden zusammengesetzten Propeller"blättern schon seit Jahren mit Erfolg angewendet wird, Kriegsschäden werden durch Reparatur des beschädigten Bereiches beseitigt. Dies geschieht durch Entfernung alles losen Materials, Einführung zron Urethaneehaura oder anderem geeigneten füllmaterial von geringer Dichte in den vorbereiteten Hohlraum, Anbringung eines entsprechenden Hautfleclcens an der Rotorblatt-Oberfläehe und nachfolgendes Schränken der Oberfläche,

Obgleich das erfindungsgemäße Rotorblatt nach dem Ausführungsbeispiel aus zusammengesetzten Pasergliodern in dem Holm, der Rotorblattüberdeckung und dem Drehmoment-Rohr besteht, so versteht es sich gleichwohl, daß zusammengesetzte Fäden, verbundener "Draht oder verbundene Plastik- oder Metallschichten ebenfalls verwendet werden können, sei es allein oder in Verbindung, Die HoIm-Rotorblatt-Überdeckung und das Material für das Drehmoment-Rohr können in Schichten unterteilt sein, wobei die Schichten des Holmes in wechselseitigem Eingriff mit den Schichten der Rotorblattüberdeckung oder des Drehiaoinent-Rohres stehen, "

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Claims (9)

Pa t e nt an s prü ehe:

1. Zusammengesetztes Hubschraubor-Rotorblatt mit einem gebildemäßigen Holm und einer Haut, welche den Holm sowie ein Ansatzende-Paßstück ummantelt, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildeinäßige Holm (34) ein zentrales geringgewichtiges Füllglied (Kern 4-0) umfaßt, das in Holmrichtung im wesentlichen von der Blattspitze zum Blattansatz verläuft, wobei eine Mehrzahl von hochfesten Fasern mit gegenüberliegenden Seiten des Füllgliedes verbunden ist, daß die Fasern radial nach innen von der Rotorblattspitze aus varlaufen, um ein Anbringungsglied (Manschette 60) des Ansatzende-Paßstückes herumgeschlungen sind und darnach im wesentlichen von dem Ansatzende zur Spitze des Pvotorblattes zurückvex-lcoifen und daß das Ansatzende-Paßstück an gegenüberliegenden Flächen mit den herumgelegten Fasern verbunden ist, um zusätzliche Lastenübertragungswege zu schaffen.

2. Rotorblatt nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die hochfesten Fasern an einer Seite des Füllgliedes von der Blattspitze zu dem Ansatz verlaufen und mn einen Haltestift des Ansatzende-Paßstückes horumgelegt sind und daß sich die Fasern darnach an der gegenüberliegenden Seite des Füllgli.edes von dem Ansatzende des Rotorblattes zurück zu dessen Spitze erstrecken.

3. Rotorblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansatzende-Paßstück gegenüberliegende Ansätze aufweist, deren Innenflächen mit den hohe Festigkeit aufweisenden Fasern verbunden sind.

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4. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfesten lasern an einer Seite- des zentralen Füllglie-, des von geringem Gewicht von der Spitze ,des Rotorblattes zu dem Ant3atzen.de verlaufend um eine Platte (74) eines Mans ehe ttenglied.es (60) herumgelegt und auf sich selbst gefaltet sind, so daß sie zu der Blattspitze an der gleichen Sei-. te des Füllgliedes zurückverlaufen, und .daß die hohe Festigkeit aufweisenden Fasern an der -gegenüberliegenden Seite dea zentralen leichtgewichtigen Füllgliedes von der Spitze des Rotorblattes zu dem Ansatzende verlaufen, um eine Platte eines anderen Manschettengliedes geschlungen und auf sich selbst gefaltet sind, wobei sie zu der Blattspitze an der gleichen Seite des Füllgliedes zurück verlaufen.

5, Rotorblatt nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Manschetten-Plattenglieder tropfenförmig ausgebildet sind und daß die Fasern an gegenüberliegenden Seiten der tropfenförmigen Platten befestigt sind, um zusätzliche Lastenübertragungswege zu bilden.

6« Rotorblatt nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllplied in zwei Hälften ausgebildet ist, deren gegenüberliegende Seiten, mit den Fasern verbunden sind., wobei die benachbarten Seiten der Hälften miteinander verbunden sind.

7, Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Füllmaterial von gewählter Form mit dem Holm verbunden ist, um hiermit bei der Bildung der Puotorblatt-Querschnittsform zusammenzuwirken, und- daß die Haut den Holm sowie das zusätzliche Füllmaterial ummantelt.

8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1-6/ dadurch gekennzeichnet, daß die Haut mehrere Lagen von Fasergliedern umfaßt, von denen jede in einer Richtung verläuft, um einen

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Winkel gegenüber der Rotorblatt-Längsachse zu "bilden, wobei
Lagen vorgesehen sind, die Winkel an entgegengesetzten Seiten der Rotorblatt-Längsachse bilden, urn einen Drehmoment-Lastenauf naninescliuh herzustellen,

9. Rotorblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schuh von im wesentlichen kreisförmigem oder ovalera Querschnitt ist.

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