DE2738895C2

DE2738895C2 -

Info

Publication number: DE2738895C2
Application number: DE2738895A
Authority: DE
Inventors: Thomas S. Mt.Laurel N.J. Us Scarpati; Robert J. Bromall Pa. Us Ford
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1976-08-30
Filing date: 1977-08-29
Publication date: 1987-10-15
Also published as: FR2362752B1; GB1591674A; GB1591673A; GB1591677A; GB1591671A; DE2738895A1; GB1591676A; GB1591675A; GB1591672A; US4095322A; FR2362752A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten aerodynamischen Rotorblattes, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 29 65 530 ist ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten aerodynamischen Rotorblattes be kannt, bei dem zwei vorgefertigte Bauteile in einer ein zigen Zusammenpaß-Preßform durch Anwendung von Druck und Hitze vereinigt werden. Die Bauteile bestehen aus verschie denen Werkstoffen wie Stahl und Aluminium, die sehr unter schiedliche Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen und daher bei der Erwärmung in der Form bestrebt sind, sich unter schiedlich stark zu dehnen. Damit trotz der unterschied lichen Dehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe nach dem Erkalten keine Restspannungen der miteinander verbundenen Teile zurückbleiben, wird eine spezielle Hal terung verwendet, durch die das eine geringere Wärmedeh nung aufweisende Bauteil im erwärmten Zustand gestreckt wird, so daß nach dem Abkühlen die miteinander verbundenen Bauteile in etwa dieselbe Länge aufweisen.

Bei der Herstellung von zusammengesetzten aerodynamischen Rotorblättern, die überwiegend aus faserverstärkten Kunst stoffteilen bestehen, sind verschiedene Aushärte- und Klebe-Arbeitsgänge erforderlich. Wenn der Holm als ein Bauelement des Rotorblattes hergestellt wird, muß zur Vermeidung möglicher Strukturschäden gegen die Rückseite des Holmes ein Gegendruck ausgeübt werden, um dem im Holm während des Aushärtens wirkenden inneren Druck entgegenzu wirken. Um den Gegendruck an der geeigneten Stelle ausüben zu können, war es bisher erforderlich, den Holm in einer besonderen Form getrennt herzustellen. Die getrennte Her stellung des Holmes bedeutet aber einen zusätzlichen Her stellungsschritt, der dem Bestreben zuwiderläuft, das Rotorblatt in einer möglichst geringen Anzahl von Form- und Aushärteschritten herzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten aerodynamischen Rotorblattes aus aushärtbaren Werkstoffen zu schaffen, durch welches die erforderliche Anzahl von Form- und Aus härteschritten vermindert werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angege bene Verfahren gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst der hin tere Rotorblatt-Profilabschnitt als eigenes Bauteil her gestellt, an dem bereits ein Holm-Hinterendteil befestigt ist. Der Holm weist eine entsprechende Wandstärkenvermin derung auf. Erst nach der Vereinigung des Holm-Hinterend teils und des Holmes in einer einzigen Zusammenpaß-Preß form entsteht aus dem Holm und dem Holm-Hinterendteil ein einheitliches Holm-Bauteil. Mit nur einem einzigen Form- und Aushärteschritt wird also gleichzeitig das gesamte Rotorblatt fertiggestellt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Hubschrauberrotorblattes;

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Rotorblatt nach Fig. 1 längs der Linie 2-2;

Fig. 3 bis 7 verschiedene Entwicklungsstufen bei der Herstellung des Rotorblattes; und

Fig. 8 eine ins einzelne gehende vergrößerte Dar stellung des Ausschnittes A in Fig. 2.

Das zusammengesetzte Rotorblatt 10 umfaßt an wesentlichen Teilen einen Holm 12, einen hinteren Rotorblatt-Profilab schnitt 14, eine Beplankung 16, eine Nasenleiste 18 und eine Endplatte 20.

Der Holm 12 weist im Querschnitt im wesentlichen eine einem abgerundeten "C" entsprechende Gestaltung auf; er bildet ein den Übergang überbrückendes Rotorblatt-Anschlußende 22 von im wesentlichen rechtkantiger Gestalt. Der Holm 12 ist als röhrenförmiger Hohlkörper ausgebildet und bildet den die Hauptlast tragenden Teil des Blattes und dient daher auch als Träger, an welchem alle anderen Bauteile zwecks Bildung der zusammengesetzten Baueinheit angebracht werden. Weil der Holm als Tragteil dient, ist seine Außenfläche so gestaltet, daß sie sich den anderen Bauteilen des Blattes anpaßt, so daß das Blatt im Querschnitt ein Tragflügelpro fil bildet.

Ein wichtiges Merkmal liegt darin, daß der hintere Rotor blatt-Profilabschnitt 14 ein Holm-Hinterendteil 24 als gesonderten Bauteil aufweist, der nicht nur den beim Be trieb des Hubschraubers auftretenden Flugbelastungen wi dersteht, sondern auch, wenn von einer nachträglichen Fer tigformierung Gebrauch gemacht wird, den bei den verschie denen Behandlungsgängen, denen er unterworfen wird, auf tretenden Temperaturen und Drücken. Dieser Holm-Hinterend teil 24 wird zuerst mit dem Profilabschnitt 14 fest ver bunden und dann als ein Teil dieses Profilabschnitts an den Holm 12 angeschlossen.

Der Holm-Hinterendteil 24 ist im wesentlichen mit "C"-förmigem Quer schnitt ausgebildet mit einem überbrückenden Übergang nach dem Anschlußende 22 hin, so daß der Holm-Hinterendteil 24 in Ver bindung mit dem Holm das Wurzelende des Blattes bildet.

Der Profilabschnitt 14 ohne den Holm-Hinterendteil 24 besteht aus einem leichten Kern 26, der vorzugsweise aus Schaum stoff oder Wabenmaterial hergestellt ist, ferner aus einer oberen Beplankung 28, einer unteren Beplankung 30 und in den meisten Fällen einem Hinterkantenkeil 32.

Vorzugsweise ist jeder der den Profilabschnitt 14 bildenden Bau teile von die Baulänge als Einheit überbrückender Bauart. Statt dessen können die Bauteile durch getrennte Zellenabschnitte 34 beliebiger An zahl gebildet sein, von denen jede einen Kern, eine obere und untere Beplankung und in den meisten Fällen einen Hinterkantenkeil aufweist. In zusammengebautem Zustand sind die Zellenabschnitte durch Ab standsrippen 36 getrennt, von denen eine in Fig. 1 nur schematisch gezeigt ist und die vorzugsweise aus Gummi hergestellt sind.

Nachdem der Profilabschnitt 14 mit dem Holm-Hinterendteil 24 verbunden ist, wird er vorzugsweise ausgewogen. Zu diesem Zweck ist der Holm-Hinterendteil 24 mit einer Erweiterung versehen, die als Kippgewichtsgehäuse 38 dient. Dieses Gehäuse kann die während des Abgleichvorganges hinzugefügten Abgleichgewichte aufnehmen. Das Abgleichverfahren selbst ist bekannt und braucht nicht im einzelnen erörtert zu werden. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Rotorblatt 10 an seinem dem Gehäuse 38 benachbarten Ende durch die Endplatte 20 geschlossen.

Am Vorderende der Blatteinheit ist vorzugsweise zusätzlich zu der Beplankung 16 und der Nasenleiste 18 eine Enteisungsvorrichtung 40 als Einlage vorge sehen. Die Nasenleiste 18 weist eine durchgehende Bohrung 42 auf, in welche ein nicht gezeigtes Gegengewicht eingesetzt wird.

Die Beplankung 16 ist vorzugsweise aus Metall, wie Titan, hergestellt, obwohl sie auch aus irgendeinem nichtmetallischen Material herge stellt werden kann, das für den Schutz gegen Erosion geeignet ist. Sowohl wenn die Beplankung 16 aus Metall als auch wenn sie aus nicht metallischem Werkstoff hergestellt ist, enthält sie einen nicht metallischen Innenteil, mit welchem der Holm 12 und sein Holm-Hinterend teil 24 das Anschlußende 22 des Blattes bilden. Innerhalb des Anschluß endes 22 des Blattes sind Verdrehungsanschlüsse gebildet, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind. Das Verfahren zur Ausbildung der Verdrehungsanschlüsse ist bekannt und daher nicht im einzelnen be schrieben.

Die verschiedenen oben besprochenen Bauteile begrenzen gewisse Flächen, deren Kennzeichnung für das bessere Verständnis der Her stellung der Rotorblatteinheit wichtig ist.

Die Beplankung 16 hat eine Außenfläche, welche die Eintrittskante 44 des Blattes bildet, und eine Innenfläche, die einen an der Nasenleiste 18 anliegenden Bereich 46, einen am Holm anliegenden Bereich 48 und einen an dem Profilabschnitt 14 anliegenden Abschnitt 50 aufweist. Die Größe jedes Anliegebereichs ist aus Fig. 2 ersichtlich. Der an der Nasenleiste 18 anliegende Bereich 46 ist in Fig. 2 so ge zeigt, daß er genauer gesagt an der Enteisungsvorrichtung 40 anliegt. Dies ist dann der Fall, wenn eine Enteisungsvorrichtung 40 in das Blatt eingebaut ist.

Die Nasenleiste 18 hat eine an dem Holm anliegende Fläche 51, und der Holm 12 hat eine Außenfläche mit einem mit dem Holm-Hinterendteil 24 zusammenwirkenden Abschnitt 52, während der Kern 26 des Profilabschnitts 14 eine vordere, eine rückwärtige, eine obere und eine Bodenfläche 54 bzw. 56 bzw. 58 bzw. 60 hat. Schließlich bildet der Profilabschnitt 14 eine Austrittskante 76 des Blattes.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Außenfläche des Holms 12 so ge staltet, daß sie in der Blatteinheit längs der Beplankung 16 eine Aus nehmung 53 und zwischen der Beplankung 16 und der Nasenleiste 18 einen Schlitz 55 bildet.

Nachdem im vorstehenden die verschiedenen Bauelemente des zusammen gesetzten Blattes und ihre Wechselbeziehungen dargestellt wurden, soll die Aufmerksamkeit jetzt auf eine allgemeine Erörterung der Herstellung des Rotorblattes anhand der Fig. 3 bis 7 gerichtet wer den. Diese Figuren veranschaulichen die verschiedenen im Laufe der Fabrikation benutzten Werkzeuge in für das Verständnis der Erfindung ausreichendem begrenztem Maße.

Zu Beginn sollte zur Kenntnis genommen werden, daß bei der Her stellung des Profilabschnitts 14 die Bodenfläche 60 des Kerns 26 in herkömmlicher Weise so geschnitten oder bearbeitet wird, daß er zu der Neigung eines Teiles 62 einer Vorrichtung zur Her stellung von Klebverbindungen paßt, so daß die Zellwände des Kerns 26, wenn er in den Vorrichtungsteil 62 auf einen Beplankungsteil aufgesetzt wird, teilweise gleichgerichtet oder parallel zu dem Holm-Hinterendteil 24 liegen (Fig. 3). Statt dessen kann der Kern 26 mit bereits entsprechend der Neigung des Vorrichtungsteiles 62 ge schnittener oder bearbeiteter Fläche 60 beschafft werden.

Die Klebvorrichtung weist auch Druckblöcke 64 mit Gummiunterlagen 66 auf, die wie in Fig. 3 angeordnet sind. Die restlichen Teile der Klebvorrichtung sind nicht gezeigt, weil sie dem Techniker des ein schlägigen Gebietes bekannt sind.

Der untere Beplankungs teil 30 kann von blattförmiger Beschaffenheit entweder in fertig be handeltem, z. B. ausgehärtetem oder in unbehandeltem, z. B. unge härtetem Zustand sein. In jedem Falle wird der Beplankungsteil unter Verwendung irgendeines für diesen Zweck bekannten Klebemittels auf der Fläche 60 des Kernes 26 befestigt. Das Klebemittel wird vorzugs weise auf die aufeinander zu liegen kommenden Flächen aufgebracht und der Kern und der mit ihm verbundene Beplankungsteil werden zum Zwecke der festen Verbindung der aufeinanderliegenden Flächen in der Klebevorrichtung der Einwirkung von Hitze und Druck unterworfen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Beplankungsteil 30 zuerst in dem Vorrichtungsteil 62 aufgelegt und der Kern 26 wie vorher in seine passende Lage gebracht, dann die Vorrichtung geschlossen und ihr Inhalt der Einwirkung von Hitze und Druck eines dem Aushärten dienenden Arbeitsganges unterworfen. Das Ergebnis dieser Behandlung besteht darin, daß der eingelegte Beplankungsteil formiert und gleichzeitig mit dem Kern 26 fest verbunden wird.

Die Technik der Formierung eines Bauteils durch sein Einlegen und nach folgendes Aushärten ist bekannt und braucht hier nicht im einzelnen erörtert zu werden.

Nachdem der Beplankungsteil 30 mit der Bodenfläche 60 des Kerns 26 nach einer der obenerwähnten Ausführungsmöglichkeiten verbunden worden ist, wird der oberen Fläche 58 eine Umrißgestalt 58′ gegeben. Die Umrißfläche 58′ gibt der obersten Fläche des Kerns ihre not wendige Tragflügelgestalt.

Als nächstes wird der Beplankungsteil 28 in einen Teil 68 einer zweiten Klebevorrichtung eingelegt, die in Fig. 4 nur teilweise ge zeigt ist. Dann wird der Holm-Hinterendteil 24 in die in Fig. 4 ge zeigte Lage gebracht und der bearbeitete Kern 26 mit dem daran be festigten Beplankungsteil 30 auch in diese Klebevorrichtung eingesetzt und zwar so, daß die bearbeitete Fläche 58′ auf dem Beplankungsteil 28 aufliegt und daß die Beplankungsteile und der Kern an den Holm- Hinterendteil anschließen. Wenn ein Hinterkantenkeil 32 eingebaut werden soll, kann er mit dem bearbeiteten Kern und dem Beplankungsteil 30 zu einer Einheit verbunden sein oder er kann, wie in Fig. 4 ge zeigt, auf den Beplankungsteil 28 gelegt werden, wonach der bearbei tete Kern und der daran befestigte Beplankungsteil 30 in den Vor richtungsteil so eingelegt werden, daß der Hinterkantenkeil 32 an der rückwärtigen Fläche 56 des Kernes 26 anliegt. Zuerst wird der Hinterkantenteil 32 in seine richtige Lage gebracht und dann der Holm-Hinterendteil 24. Nachdem der Profilabschnitt 14 auf diese Weise zusammengesetzt ist, werden die übrigen Vorrichtungsteile in Vorbereitung des das feste Verbinden bewirkenden Arbeitsganges an den Vorrichtungsteil 68 angeschlossen. Einer dieser anderen Vorrichtungs teile ist ein Schiebeteil 70 mit einem Stößel 72 und einem aufblas baren Druckkissen 74, welche in den von dem Holm-Hinterendteil 24 ge bildeten Hohlraum hineinragen. Der Stößel 72 unterstützt, wie man sieht, den Holm-Hinterendteil 24 während des die feste Verbindung herstellenden Vorganges und das aufblasbare Druckkissen 74 sichert dabei eine gleichmäßige Verklebung längs der ganzen Anliegefläche.

Wie oben zum Beplankungsteil 30 erwähnt, kann gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung der Beplankungsteil 28 entweder in ausgehärtetem oder in unbehandeltem Zustand verwendet werden und auch der Hinterkantenkeil 32 kann in seiner gewünschten Gestalt ausgehärtet oder unbehandelt sein. In diesem Falle werden der Beplankungsteil 28, der Holm-Hinterendteil 24, der bearbeitete Kern 26 mit dem daran befestigten Beplankungsteil 30 und der Hinterkantenkeil 32 gegenseitig unter Verwendung irgendeines für diesen Zweck bekannten Klebemittels verbunden. Das Klebemittel wird auf die aufeinander zu liegen kommenden Flächen aufgebracht und die Bauteile werden in der Klebeverbindungsvorrichtung Wärme und Druck unterworfen, so daß die aufeinanderliegenden Flächen fest miteinander verbunden werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart werden zuerst der Beplankungsteil 28 und der Hinterkantenkeil 32 in den Vorrichtungs teil 68 eingelegt, dann der bearbeitete Kern 26 mit dem daran be festigten Beplankungsteil 30 und Holm-Hinterendteil 24 wie vorher in die richtige Lage gebracht, die Vorrichtung geschlossen und ihr In halt der Wärme und dem Druck eines Aushärtungs-Arbeitsganges unter worfen. Das Aushärten hat zur Folge, daß der eingelegte Beplankungs teil 28 und der eingelegte Hinterkantenkeil 32 zu tragenden Bau teilen formiert werden, wobei gleichzeitig alle aneinander anlie genden Flächen fest miteinander verbunden werden.

In jedem Falle wird jedoch der Holm-Hinterendteil 24 getrennt herge stellt. Vorzugsweise wird er auch in der Weise formiert daß er zu nächst in eine Form gelegt und der Wärme und dem Druck eines Aus härte-Arbeitsganges unterworfen wird.

Wenn der hintere Profilabschnitt 14 getrennte Zellenabschnitte 34 einschließt, bleibt das Herstellungsverfahren gegenüber dem oben beschriebenen grundsätzlich unverändert. Die Beplankungsteile 30 werden Seite an Seite in den Vorrichtungsteil eingelegt und jeweils mit der Boden fläche ihres zugehörigen Kerns und ihrer zugehörigen Abstandsrippe fest verbunden. Die aneinander anliegenden Seitenflächen des Kerns und die Abstandsrippe jedes Zellenabschnittes werden zu derselben Zeit fest mit einander verbunden, während die andere Seitenfläche jeder Abstands rippe mit der Seitenfläche des Kerns eines benachbarten Zellenabschnitts fest verbunden wird. Bevor dieses feste Verbinden vorgenommen wird, wird die Bodenfläche jedes Kerns und jedes Abstandsrippenabschnittes so geschnitten oder bearbeitet, daß sie aus dem oben festgestellten Grunde zu der Neigung des Vorrichtungsteiles 62 passen. Da nach wird die Herstellung des hinteren Profilabschnitts 14 in der oben erläuterten Weise fortgesetzt. Vorzugsweise werden die Beplankungs teile sowohl auf die oberen als auch auf die Bodenflächen des Kerns und der Abstandsrippen wie auch des Hinterkantenkeils aufgelegt und ausgehärtet.

Als eine gegenüber der beschriebenen andere Möglichkeit kann es bei beiden Systemen wünschenswert sein, zuerst an die Boden fläche des Kernes oder des Kernes und der Abstandsrippe einen Er satz Beplankungsteil anzubringen, nachdem der Kern oder der Kern und die Abstandsrippe zum Zwecke der Bearbeitung der oberen Fläche auf die gewünschte Umrißgestalt zurechtgeschnitten wurden. Hiernach wird der Ersatz-Beplankungsteil entfernt und die oberen und unteren Beplankungsteile, der Holm-Hinterendteil und im Bedarfsfall der Hinter kantenkeil werden dann in Übereinstimmung mit der oben erörterten Lehre fest miteinander verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Beplankungsteile und der Hinterkantenkeil aufgelegt und durch Aus härten zu tragenden Bauteilen formiert während alle aneinanderliegen den Flächen gleichzeitig fest miteinander verbunden werden.

Der Ersatz-Beplankungsteil kann irgendein leicht zu handhabendes Material geeigneter Dicke sein.

Als weitere gegenüber dem Obigen abweichende Möglichkeit kann es wünschenswert sein, den Kern 26 mit beiden auf ihren gewünschten Umriß bearbeiteten Flächen 58 und 60 zu verwenden. In diesem Falle wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der hintere Profilabschnitt 14 dadurch hergestellt, daß der Kern 26, die Beplankungsteile 28 und 30, der Holm-Hinterendteil 24 und der Hinterkantenkeil 32 wie in Fig. 4 gezeigt zusammengesetzt werden und die aneinanderliegen den Flächen unter Benutzung eines Klebemittels und des erforder lichen Grades an Wärme und Druck gleichzeitig fest verbunden werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Beplankungsteile und der Hinterkantenkeil mit dem vorbereiteten Kern und dem Holm-Hinterendteil in die Zusammensetzstellung eingelegt und durch Aushärten zu tragenden Bauteilen formiert, während alle aneinanderliegenden Flächen gleichzeitig fest miteinander verbunden werden.

Wenn der Profilabschnitt 14 fertig hergestellt ist, wird er wie in Fig. 5 bis 7 gezeigt, zusammen mit den übrigen Teilen des Rotor blattes 10 in eine einzige, für alle Teile gemeinsame, aus den Teilen 70, 80 und 82 bestehende Zusammenpaß-Preßform eingelegt.

Die Nasenleiste 18, der Holm 12 und die Enteisungs-Vorrichtung 40 können vorgefertigte oder fertig gelieferte Teile sein. Diese drei Teile können zu einer gesonderten Untereinheit zusammengefaßt sein. Statt dessen können gesonderte Untereinheiten gebildet sein aus der Beplankung 16, der Enteisungsvorrichtung 40 und der Nasenleiste 18, oder aus der Beplankung 16 und der Enteisungsvorrichtung 40, oder aus dem Holm 12 und der Nasenleiste 18.

Vorzugsweise werden jedoch die Nasenleiste 18 und der Holm 12 in ähnlicher Weise aufgelegt wie der Holm-Hinterendteil 24, die Beplankungs teile 28 und 30 und der Hinterkantenkeil 32 und einem ab schließenden Aushärtungs-Arbeitsgang in der einzigen Zusammenpaß- Preßform unterworfen, wobei sie ihre endgültige Struktur erhalten. Die Nasenleiste 18 wird direkt in der Beplankung 16 aufgelegt, während der Holm 12 auf einen aufblasbaren und vorzugs weise versteiften Stößel 92 aufgelegt und in diesem Zustand in die Beplankung 16 eingesetzt wird. Wenn die Nasenleiste ausgelegt wird, ist das Gegengewicht als ein Teil davon in ihr eingeschlossen, während, wenn die Nasenleiste entweder vorgefertigt oder zugeliefert wird, das Gegengewicht in die Bohrung 42 eingesetzt wird, bevor die Nasenleiste 18 in die Beplankung 16 eingesetzt wird.

Der abschließende Zusammenbau erfolgt, indem jede der obener wähnten Untereinheiten der Nasenleiste 18, des Holmes 12, der Ent eisungsvorrichtung 40 und der Beplankung 16 in den Vorderteil 78 der einzigen Zusammenpaß-Preßform eingesetzt und darin mit Hilfe von Haltestreifen 84 für die Eintrittskante in die richtige Lage gebracht werden. Wenn eine aus Metall oder aus nichtmetallischem Werkstoff bestehende Beplankung 16 mit irgendeiner anderen Untereinheit zusammen benutzt werden soll, als mit der Untereinheit, welche die Beplankung 16, die Enteisungsvorrichtung 40, die Nasenleiste 18 und den Holm 12 einschließt, wird ein Spreizwerkzeug 86 mit Spreizzangen 88 und 90 benutzt. Die Zangen 88 und 90 bewirken ein Aufspreizen der Beplankung 16 um einen Betrag, der genügt, um das Einsetzen der Nasenleiste 18 und des Holmes 12 oder der Nasenleiste 18, der Enteisungsvorrichtung 40 und des Holmes 12 in ihre richtige Lage innerhalb der Beplankung 16 zu ermöglichen und zwar so, daß der hintere Profilabschnitt 14 mit dem Holm- Hinterendteil 24 zu passendem Eingriff mit der Beplankung 16 und dem Holm eingeführt werden kann.

Nachdem das Blatt zusammengesetzt und im Vorderteil 78 der einzigen Preßform in die richtige Lage gebracht ist wird der Vorderteil 78 mittels einer geeigneten, nicht gezeigten Vorrichtung um einen Zapfen 94 über die in Fig. 6 gezeigte Lage in die Lage nach Fig. 7 verschwenkt, in welcher der Profilabschnitt 14 und ein Teil des Holmes in dem hinteren Abschnitt 80 der einzigen Preßform zur Auf lage gelangen. Um das zusammengesetzte Blatt während der Verschwenk bewegung des vorderen Abschnitts 78 teilweise zu unterstützen und um auch den hinteren Abschnitt 80 in der richtigen Lage zu halten sind ein Ausrichthalter 96 und ein Gegenhalter 97 vorgesehen. Der Ausrichthalter 96 besteht aus einem Arm 98 und einem zweiteiligen Aufnehmer 100, der das hinterste Ende der miteinander verbundenen Außenhautteile 28 und 30 aufnimmt; die beiden Teile des Aufnehmers 100 können mittels einer nicht gezeigten Einrichtung zusammen ver riegelt werden. Der Arm 98 und der Aufnehmer 100 sind gegeneinander verschwenkbar.

Das äußerste Ende der Beplankungsteile ist zweckmäßig so gestaltet, wie in Fig. 3 bis 7 gezeigt, so daß das Blatt mit dem Vorderabschnitt 78 sicher verschwenkt werden kann und daß der hintere Profilabschnitt zwischen den beiden Hälften des Aufnehmers 100 gehalten und während des in Fig. 5 gezeigten Zusammensetzens des Profilabschnitts mit irgendwelchen der obenerwähnten Untereinheiten sicher gehalten wer den kann. Die Einrichtung zum Einbringen des hinteren Profilabschnitts in den in Fig. 5 gezeigten Zusammenbau ist abgesehen von dem Arm 98 und dem Aufnehmer 100 nicht dargestellt, weil sie üblicher Art ist.

Der Hinterabschnitt 80 ist mit einer passenden Ausnehmung 102 ver sehen, in welche eine Hälfte des Aufnehmers 100 eingesetzt ist. Das äußerste Ende wird gegebenenfalls zwecks Bildung der Blattaustritts kante 76 von dem Blatt entfernt.

Vor dem Verschwenken des Blattes und des Vorderabschnittes 78 wird der Gegenhalter 97 zwischen dem Vorderabschnitt 78 und dem Aufnehmer 100 (Fig. 7) in nicht gezeigter, üblicher Weise an Ort und Stelle festgehalten.

Wenn das Blatt wie in Fig. 6 und 7 gezeigt zusammengesetzt ist, liegen bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der nur der hintere Profilabschnitt als Untereinheit vorhanden ist, die folgenden Flächen aufeinander, ohne miteinander verbunden zu sein: Die mit dem Holm zusammenwirkende Fläche 51 der Nasenleiste 18 liegt an dem Holm 12 an; der mit der Nasenleiste zusammenwirkende Teil 46 der Beplankung 16 liegt je nach dem an der Nasenleiste 18 oder an der Enteisungsvorrichtung 40 an; der mit dem Holm zusammenwirkende Teil 48 der Haube 16 liegt an dem Holm 12 an; der mit dem Beplankungsteil des Profilabschnitts zusammen wirkende Teil 50 der Beplankung 16 liegt an den Außenhautteilen 28 und 30 des hinteren Flügelteils an und der mit dem Holm-Hinterendteil zusammenwirkende Teil 52 des Holmes 12 liegt an dem Holm-Hinterend teil 24 an.

Wie aus Fig. 7 entnehmbar, wird die Endmontage dadurch vervollständigt, daß der obere Abschnitt 82 der einzigen Zusammenpaß- Preßform in seine Schließstellung abgesenkt wird und daß man Wärme und Druck auf das zusammengesetzte Blatt einwirken läßt. Zu diesem Zweck ist der obere Abschnitt 82 mit einer nicht gezeigten Presse ver bunden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsart werden, wenn die Nasenleiste 18, die Enteisungsvorrichtung 40 und der Holm 12 vorgefertigt oder als Bauteile von fertiger Struktur angeliefert sind, die oben er wähnten aneinanderliegenden Flächen durch Verwendung irgendeines für diesen Zweck bekannten Klebemittels miteinander verbunden. Das Klebe mittel wird auf die zusammenwirkenden Flächen aufgebracht, bevor sie aufeinandergelegt werden und die so zusammengebrachten Flächen werden durch auf die zusammengesetzte Einheit in der einzigen Preß form zur Einwirkung gebrachten Wärme und zur Einwirkung gebrachten Druck fest miteinander verbunden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart werden die Nasen leiste 18, die Enteisungsvorrichtung 40 und der Holm 12 wie oben be schrieben aufgelegt und in der einzigen Preßform in die richtige Stellung gebracht. Diese Untereinheit wird dann zusammen mit der den hinteren Flügelteil darstellenden Untereinheit in einem Aushärtungs- Arbeitsgang der Einwirkung von Wärme und Druck ausgesetzt, wodurch die Nasenleiste 18, die Enteisungsvorrichtung 40 und der Holm 12 ihre Fertigstruktur erhalten und die obenerwähnten zusammenwirkenden Flächen gleichzeitig fest miteinander verbunden werden.

Beim Auflegen der Enteisungsvorrichtung 40 wird z. B. in der Beplankung 16 eine Lage oder werden Lagen 104 von Bandmaterial mittels eines Klebemittels auf die Innenfläche der mit irgendeinem bekannten Klebemittel versehenen Beplankung 16 aufgebracht (Fig. 8). Auf diese Band lage oder -lagen wird der die elektrischen Leitungsdrähte 108 ent haltende Gitterrost 106 ebenfalls mittels eines Klebemittels aufge bracht. Zuletzt werden eine weitere Bandlage oder -lagen 110 durch ein Klebemittel an der Außenfläche des Gitterrostes 106 angebracht. Der Gitterrost 106 kann gegebenenfalls eine Platte mit gedruckter Schaltung sein. Das Klebemittel dient vorwiegend dazu, die Entei sungsvorrichtung 40 in der Beplankung 16 in der richtigen Lage zu halten, so daß die Nasenleiste 18 unmittelbar in die Beplankung 16 eingelegt wer den kann und danach der aufgelegte Holm ebenso in die Beplankung 16 einge setzt und darin in die richtige Lage gebracht werden kann. In die ser Lage füllt dann ein Teil der Enteisungsvorrichtung 40 den Schlitz 55 aus, so daß im Querschnitt gesehen ausgehend von der Außenfläche der Beplankung 16 bis zur Innenfläche des Holmes eine durchgehende Wand ge bildet wird. Mit einer solchen durchgehenden Wand wird eine Ver besserung der Belastbarkeit des Rotorblattes erreicht, weil vor allem das eine stützende Struktur aufweisende Material der Enteisungsvorrich tung selbst zu einem lasttragenden Bauteil wird.

Durch den Teil der fest angebrachten Beplankungsteile und des Holm- Hinterendteils, der von der Ausnehmung 53 (Fig. 2) aufgenommen wird, wird auch zwischen der Außenfläche der Beplankung 16 und der Innenfläche des Holmes im Bereich des Holm-Hinterendteils 24 der zusammengebauten Einheit eine durchgehende Wand gebildet. Diese Ausführung, die als "eingesäumte" Ausführung bezeichnet sein mag, trägt sehr wirksam zu der sicheren Befestigung des hinteren Flügelteils innerhalb der Einheit mit dem Holm und der Haube bei, so daß dadurch eine betriebs sichere Ausbildung geschaffen ist. Diese Ausführung ist auch unter dem Gesichtspunkt der Lasteinleitung in den hinteren Profilabschnitt von nützlicher Wirkung.

Die sich ergebende bessere Lastverteilung erhöht die Tragfähigkeit des Rotorblattes in wünschenswerter Weise.

Infolge einer Übergangsgestaltung des Holmes, der Beplankung und des Holm-Hinterendteils bilden der Holm und der Holm-Hinterendteil am Anschlußende vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt. Da der Holm vorzugsweise als aufgelegter Bauteil ausgebildet ist, der in der einzigen Preßform ausgehärtet wurde, sichert die Erstreckung des Holm-Hinterendteils über den hinteren Flügelteil hinaus und um den selben Betrag wie der Holm, daß der Holm während des Aushärtungs- Arbeitsganges richtig informiert wird.

Von gewissen Betriebswerten, die bei der Herstellung des zusammengesetzten Rotorblattes gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der von einer Auflege-Anordnung Gebrauch gemacht wird benutzt werden, werden als Beispiel folgende genannt:

1. Für die aufzulegenden Bauteile wird eine kunststoffimprägnierte Endlosgarnfaser benutzt.
2. Der hintere Flügelteil wird bei 121°C zwei Stunden lang bei an nähernd 345 000 bis 690 000 Pa ausgehärtet.
3. Der Holm-Hinterendteil wird bei 121°C zwei Stunden lang bei an nähernd 483 000 bis 690 000 Pa ausgehärtet.
4. In der einzigen Preßform wird der Aushärtungsarbeitsvorgang zwei Stunden lang bei 121°C durchgeführt mit einem Druck von an nähernd 483 000 bis 690 000 Pa in der Holmhülle. Wenn eine Titanbeplankung und eine Enteisungsvorrichtung benutzt werden, braucht man eine Klebung bei 121°C zwei Stunden lang bei etwa 483 000 bis 690 000 Pa zum Verkleben der Enteisungsvorrichtung mit der Beplankung.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten aerodynamischen Rotorblattes mit

- einem vorderen Rotorblatt-Profilabschnitt mit einem Holm (12), dessen Außenfläche einen an einer Nasenleiste (18) anliegenden vorderen Abschnitt und einen an einer vorderen oberen und unteren Beplankung (16) an liegenden oberen und unteren Abschnitt aufweist, wobei die Nasenleiste (18) mit dem an ihr anliegenden vorderen Abschnitt (51) der Außenfläche des Holmes (12) fest ver bunden ist;
- einem hinteren Rotorblatt-Profilabschnitt (14) mit einem Kern (26), welcher eine obere Fläche (58), eine untere Fläche (60), eine vordere Fläche (54) und eine hintere Fläche (56) aufweist, und mit einer hinteren oberen (28) und unteren (30) Beplankung, die mit der entsprechenden oberen (58) und unteren (60) Fläche des Kerns (26) fest verbunden ist und wobei
- die vordere obere und untere Beplankung (16), mit der Nasenleiste (18), dem Holm (12) und der hinteren oberen (28) sowie unteren (30) Beplankung fest verbunden ist, durch Einbringen der vorderen oberen und unteren Beplan kung (16) mit Nasenleiste (18) und Holm (12) sowie des hinteren Rotorblatt-Profilabschnittes (14) in eine ein zige Zusammenpaß-Preßform unter Einfügung eines Klebe mittels zwischen die aneinander zur Anlage kommenden Oberflächen sowie durch Anwendung von Hitze und Druck,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) in einer Klebverbindungs-Vorrichtung wird zunächst der hintere Rotorblatt-Profilabschnitt formiert, indem
- a1) je ein hinteres oberes (28) und hinters (30) Beplankungsteil (28, 30) mittels eines Klebe mittels an der oberen (58) und an der unteren (60) Fläche des Kernes (26) angebracht wird;
- a2) ein Holm-Hinterendteil (24) mit zur Blattvorder kante gerichteten oberen und unteren Schenkeln mittels eines Klebemittels an der vorderen Fläche (54) des Kerns (26) und an der jeweils oberen (28) und unteren (30) Beplankung angebracht wird und
- a3) die angeklebten Oberflächen miteinander durch die Anwendung von Hitze und Druck in der Klebverbindungs- Vorrichtung fest verbunden werden;
b) der Holm (12), die vordere obere und untere Beplankung (16), die Nasenleiste (18), der hintere Rotorblatt- Profilabschnitt (14) und eine Rotorblatt-Endkappe (20) werden in die einzige Zusammenpaß-Preßform eingebracht, so daß
- b1) die mit der Nasenleiste (18), dem Holm (12) und dem hinteren Rotorblatt-Profilabschnitt (14) zusammen wirkenden Innenflächenabschnitte (46 bzw. 48 bzw. 50) der vorderen Beplankung (16) jeweils an den entsprechenden Teilen anliegen;
- b2) die mit dem Holm (12) zusammenwirkende Fläche (51) der Nasenleiste (18) an dem Holm (12) anliegt;
- b3) der mit dem Holm-Hinterendteil (24) zusammenwirken de Abschnitt (52) der Außenfläche des Holms (12) an dem Holm-Hinterendteil (24) anliegt;
- b4) die Oberfläche der Rotorblatt-Endkappe (20) an der vorderen Beplankung (16) und der hinteren Beplan kung (28, 30) anliegt, wobei
- b5) die gemäß b1) bis b4) aneinander anliegenden Flä chen mittels des Klebemittels miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Formierung des hinteren Rotorblatt-Profil abschnittes (14) ein Hinterkantenteil (32) mit einem Klebemittel an die hintere Fläche (56) des Kerns (26) und an die hintere obere (28) und untere (30) Beplankung angeheftet wird und anschließend unter Anwendung von Hitze und Druck in der Klebverbindungs-Vorrichtung fest mit den angehefteten Flächen verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verfahrensschritt 1b) auch eine Enteisungs- Vorrichtung (40) zwischen die vordere Beplankung (16) und die Nasen leiste (18) sowie den Holm (12) eingelegt und mit diesen Bauteilen mittels eines Klebemittels verbunden wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Holm-Hinterendteil (24) in eine Form eingelegt und durch Einwirkung von Hitze und Druck in einem Aushärte- Arbeitsgang zu einem fertigen Bauteil mit zur Blattvor derkante gerichteten oberen und unteren Schenkeln formiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der hintere Rotorblatt-Profil abschnitt (14) aus einer Mehrzahl von Zellabschnitten (34) gebildet wird, von denen jeder jeweils einen Leicht kern (26) mit einer vorderen Fläche (54) einer hinteren Fläche (56), einer oberen Fläche (58), einer unteren Fläche (60) sowie Seitenflächen und eine Abstandsrippe (36) enthält, wobei die obere Fläche (58) und die untere Fläche (60) die jeweilige Profilform eines Flügelprofilabschnitts in Blattlängsrichtung aufweisen, und daß in der Kleb verbindungs-Vorrichtung eine der Seitenflächen jeder Ab standsrippe (36) mit der Seitenfläche des Kerns (26) des zugehörigen Zellenabschnittes (34) und die andere der Sei tenflächen jeder Abstandsrippe (36) mit der Seitenfläche eines benachbarten Kernes (26) mittels eines Klebemittels verbunden wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß während der Formierung des hinteren Rotor blatt-Profilabschnittes (14) der Hinterkantenkeil (32) mittels eines Klebemittels an die hintere Fläche jedes Kernes (26) und jeder zugehörigen Abstandsrippe (36) sowie an die hintere obere (28) und untere (30) Beplan kung jedes Zellenabschnittes (34) angeheftet und danach unter Anwendung von Hitze und Druck in der Klebverbindungs- Vorrichtung mit den angeklebten Flächen fest verbunden wird.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die untere Fläche (60) des Kerns (26) gegenüber der oberen Fläche (58) des Kerns (26) zu einer solchen Form bearbeitet wird, daß die im Kern (26) enthaltenen Kernwabenzellen beim Einsetzen in die Kleb verbindungs-Vorrichtung senkrecht ausgerichtet sind, wobei ferner einer der hinteren Beplankungsteile (28 oder 30) mittels eines Klebemittels an die bearbeitete untere Fläche (60) des Kerns (26) angeheftet wird, die obere Fläche (58) des Kerns (26) auf eine bestimmte Profilform bearbeitet wird und das andere Beplankungsteil (30 oder 28) an die bearbeitete obere Fläche (58) des Kerns (26) mittels eines Klebemittels angeheftet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche (60) der Abstandsrippe (36) jedes Zel lenabschnittes (34) gegenüber der oberen Fläche (58) des Kerns (26) und der Abstandsrippe (36) zu einer solchen Form bearbeitet wird, daß die Kernwabenzellen des Kerns (26) beim Einsetzen in eine Klebverbindungs-Vorrichtung senkrecht ausgerichtet sind.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß bei der Formierung des hin teren Rotorblatt-Profilabschnittes einer der hinteren Beplankungsteile (28 oder 30) in die Klebverbindungs- Vorrichtung eingelegt und zur Anlage an die untere Fläche (60) des Kerns (26) gebracht wird,
das eingelegte hintere Beplankungsteil dadurch zu einem fertigen Bauteil formiert wird, daß es der Hitze und dem Druck eines Aushärte-Arbeitsganges unterworfen wird, während es zur gleichen Zeit mit der jeweils anliegenden Fläche des Kerns (26) fest verbunden wird,
die obere Fläche (58) des Kerns (26) zu einer Profilfläche bearbeitet wird,
das andere hintere Beplankungsteil (30 oder 28) in die Klebverbindungs-Vorrichtung eingelegt und in Anlage an die bearbeitete obere Fläche (58) des Kernes (26) gebracht wird,
der Holm-Hinterendteil (24) mittels eines Klebemittels mit der vorderen Fläche des Kerns (26) und mit dem bereits fer tig formierten jeweiligen hinteren Beplankungsteil (28 oder 30) unter Anlage an dem anderen eingelegten Beplankungsteil verhaftet wird und
der der eingelegte Beplankungsteil zu einem fertigen Bauteil dadurch formiert wird, daß er der Hitze und dem Druck eines Aushärte-Arbeitsganges unterworfen wird, während gleich zeitig die aneinanderliegenden und miteinander verhafteten Bauteilflächen fest miteinander verbunden werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterkantenkeil (32) in Anlage an den bereits fertig formierten hinteren Beplankungsteil, dem anderen eingelegten hinteren Beplankungsteil und die hintere Fläche des Kerns (26) in die Klebverbindungs-Vorrichtung eingelegt und während des Aushärte-Arbeitsganges des eingelegten hinteren Beplan kungsteils zu einem fertigen Bauteil formiert und mit seinen Anlageflächen fest verbunden wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche (60) des Kerns (26) gegenüber der oberen Fläche (58) des Kerns (26) zu einer solchen Form bearbeitet wird, daß die Kernwabenzellen, des Kerns ( 26) beim Einsetzen in die Klebverbindungs-Vorrichtung senkrecht ausgerichtet sind, und daß
in der Klebverbindungs-Vorrichtung der hintere Rotorblatt- Profilabschnitt (14) formiert wird, indem mit der bearbeiteten unteren Fläche (60) des Kerns (26) ein Beplankungsformteil vorläufig verbunden wird,
die obere Fläche (58) des Kernes (26) zu einer Profilfläche bearbeitet wird,
das Beplankungsformteil wieder entfernt wird,
ein Beplankungsteil mittels eines Klebemittels mit jeder der bearbeiteten oberen (58) und unteren (60) Flächen ver haftet wird,
der Holm-Hinterendteil (24) an die Vorderfläche (54 ) des Kernes (26) und an jeden hinteren Beplankungsteil mittels eines Klebemittels angeheftet wird und die so aneinandergefügten Flächen durch Anwendung von Hitze und Druck in der Klebverbindungs-Vorrichtung fest miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Fläche (60) des Kerns (26) und der Abstands rippe (36) jedes Zellenabschnittes (34) gegenüber der oberen Fläche (58) des Kerns (26) und der zugehörigen Abstandsrippe (36) zu einer solchen Form bearbeitet wird, daß die Kernwabenzellen des Kerns (26) beim Einsetzen in eine Klebverbindungs-Vorrichtung senkrecht ausgerichtet sind,
und daß in der Klebverbindungs-Vorrichtung der hintere Rotorblatt-Profilabschnitt formiert wird, indem mit den bearbeiteten unteren Flächen (60) des Kerns (26) und der entsprechenden Abstandsrippe (36) jedes Zellenab schnittes (34) ein Beplankungsformteil vorläufig verbunden wird,
eine der Seitenflächen jeder Abstandsrippe (36) mit der Seitenfläche des Kerns (26) ihres Zellenabschnittes (34) und die andere der Seitenflächen jeder Abstandsrippe (36) mit der Seitenfläche eines benachbarten Kernes (26) mittels eines Klebemittels angeheftet wird,
die obere Fläche (58) jedes Kernes (26) und der entsprechen den Abstandsrippe (36) zu einer bestimmten Profilfläche be arbeitet wird,
das Beplankungsformteil wieder entfernt wird,
an jede der bearbeiteten oberen und unteren Flächen des Kerns (26) und der entsprechenden Abstandsrippe (36) jedes Zellenabschnittes (34) ein hinteren Beplankungsteil (28, 30) mittels eines Klebemittels angeheftet wird,
der Holm-Hinterendteil (24) mit den vorderen Flächen (54) des Kernes (26) und der Abstandsrippe (36) jedes Zellenab schnittes (34) und mit den hinteren Beplankungsteilen (28, 30) mittels eines Klebemittels verhaftet wird und
die miteinander verhafteten Flächen durch die Anwendung von Hitze und Druck in der Klebeverbindungs-Vorrichtung fest miteinander verbunden werden.